Область применения ГОСТ 10180-2012
- Сжатии (основной метод)
- Осевом растяжении
- Растяжении при раскалывании
- Растяжении при изгибе
Виды бетонов:
- Тяжёлый бетон
- Мелкозернистый бетон
- Лёгкий бетон
- Ячеистый бетон
Формы и размеры образцов
1. Кубы (основной тип)
Стандарт предусматривает кубические образцы следующих размеров:
|
Размер куба, мм |
Применение |
Масштабный коэффициент α |
|
70×70×70 |
Мелкозернистый бетон, раствор |
0,85 |
|
100×100×100 |
Стандарт для тяжёлого бетона |
0,95 |
|
150×150×150 |
Базовый размер |
1,00 |
|
200×200×200 |
Крупнозернистый бетон (Dmax > 40 мм) |
1,05 |
|
300×300×300 |
Специальные бетоны |
1,10 |
Базовый размер куба — 150×150×150 мм. Прочность, определённая на кубах других размеров, пересчитывается к базовому размеру с помощью масштабных коэффициентов.
2. Цилиндры
|
Размеры (Ø×H), мм |
Применение |
Масштабный коэффициент |
|
150×300 |
Международные стандарты |
Зависит от H/D |
|
150×150 |
Лёгкий бетон |
Зависит от H/D |
|
100×200 |
Альтернативный размер |
Зависит от H/D |
Примечание: Для цилиндров вводятся поправочные коэффициенты в зависимости от соотношения высоты к диаметру (H/D).
3. Призмы
|
Размеры, мм |
Применение |
|
100×100×400 |
Растяжение при изгибе |
|
150×150×600 |
Растяжение при изгибе (базовый размер) |
Изготовление образцов
Требования к формам:
- Материал: сталь, чугун, пластик
- Жёсткость формы — не допускаются деформации
- Гладкая внутренняя поверхность
- Герметичность — исключение утечки цементного молока
Процесс изготовления:
- Смазка внутренних поверхностей минеральным маслом
- Установка на ровную поверхность
- Заполнение формы в 2-3 слоя одинаковой толщины
- Каждый слой уплотняется вибрированием или штыкованием
- Вибрирование: на виброплощадке до прекращения оседания смеси и появления цементного молока
- Штыкование: металлическим стержнем диаметром 16 мм (25 штыков на слой)
Верхняя поверхность заглаживается мастерком вровень с краями формы
На боковой поверхности указывается: дата изготовления, номер партии бетона, номер образца
- В течение 24–48 часов при температуре 20±2°С
- Формы накрываются влажной тканью или плёнкой
Условия хранения образцов
После распалубки образцы помещаются в камеру нормального твердения или ванну с водой.
Нормальные условия твердения (по ГОСТ 10180-2012):
|
Параметр |
Значение |
|
Температура |
20±2°С |
|
Относительная влажность |
≥95% |
|
Среда |
Воздух или вода |
|
Срок |
До момента испытания (обычно 28 суток) |
Альтернативные условия хранения:
- Температура воды: 20±2°С
- Образцы полностью погружены
- Применяется для бетонов гидротехнических сооружений
- Для бетонов, твердеющих в условиях пропаривания или автоклавирования
- Режим ТВО соответствует реальным условиям производства
- Образцы хранятся на объекте в тех же условиях, что и конструкция
- Применяется для контроля распалубочной прочности
Методика испытаний на сжатие
Подготовка образцов:
- Извлечение из камеры твердения:
- За 2–4 часа до испытания
- Проверка геометрии:
- Измерение размеров с точностью до 1 мм
- Проверка ровности опорных поверхностей
- Доведение до равновесно-влажного состояния:
- Вытирание поверхности влажной тканью (не высушивание!)
Процесс испытания образцов на сжатие:
- Образец центрируется на опорной плите пресса
- Нагружаемая поверхность — заглаженная (верхняя при изготовлении) или боковая грань
- Скорость нагружения: 0,6±0,2 МПа/с
- Нагрузка непрерывно возрастает до разрушения
- Фиксируется максимальная разрушающая нагрузка (Pmax)
- Нормальное разрушение — образование продольных трещин, скалывание углов
- Ненормальное разрушение (раскалывание на 2 части) — образец бракуется, испытание повторяется
Расчёт прочности на сжатие
Формула расчёта прочности одного образца:
R = α × (Pmax / A)
где:
- R — прочность на сжатие, МПа
- Pmax — разрушающая нагрузка, Н
- A — площадь рабочего сечения, мм²
- α — масштабный коэффициент (зависит от размера образца)
Масштабные коэффициенты для кубов:
|
Размер куба, мм |
Коэффициент α |
|
70×70×70 |
0,85 |
|
100×100×100 |
0,95 |
|
150×150×150 |
1,00 |
|
200×200×200 |
1,05 |
|
300×300×300 |
1,10 |
Примечание: Прочность, приведённая к базовому размеру 150 мм, называется кубиковой прочностью.
Пример расчёта:
Дано:
- Размер куба: 100×100×100 мм
- Разрушающая нагрузка: Pmax = 280 кН = 280 000 Н
Решение:
Площадь сечения:
A = 100 × 100 = 10 000 мм²
Масштабный коэффициент:
α = 0,95 (для куба 100 мм)
Прочность:
R = 0,95 × (280 000 / 10 000) = 0,95 × 28 = 26,6 МПа
Вывод: Прочность данного образца составляет 26,6 МПа, что соответствует классу бетона B20 (марка M250).
Определение средней прочности серии образцов
Для определения класса бетона испытывают серию из не менее чем 3 образцов из одной партии бетона.
Статистическая обработка:
Отбраковка выбросов:
- Если один результат отличается от среднего более чем на 15%, он исключается
- Серия должна содержать минимум 2 значения
Средняя прочность:
Rm = (R₁ + R₂ + R₃ + … + Rn) / n
где:
- Rm — средняя прочность серии, МПа
- R₁, R₂, … — прочность отдельных образцов, МПа
- n — количество образцов в серии
Коэффициент вариации:
V = (S / Rm) × 100%
где:
- V — коэффициент вариации, %
- S — среднеквадратическое отклонение, МПа
Определение класса бетона по ГОСТ 18105-2018:
Класс бетона по прочности на сжатие:
B = Rm × (1 – 1,64 × V / 100)
где:
- B — класс бетона, МПа
- Rm — средняя прочность, МПа
- V — коэффициент вариации, %
- 1,64 — коэффициент нормированной обеспеченности 0,95 (95%)
Пример определения класса бетона:
Дано:
Испытаны 3 образца 150×150×150 мм, разрушающие нагрузки:
- Образец 1: 750 кН → R₁ = 750 000 / 22 500 = 33,3 МПа
- Образец 2: 720 кН → R₂ = 720 000 / 22 500 = 32,0 МПа
- Образец 3: 780 кН → R₃ = 780 000 / 22 500 = 34,7 МПа
Решение:
Средняя прочность:
Rm = (33,3 + 32,0 + 34,7) / 3 = 33,3 МПа
Коэффициент вариации (примем V = 5%):
Класс бетона:
B = 33,3 × (1 – 1,64 × 5 / 100) = 33,3 × (1 – 0,082) = 33,3 × 0,918 = 30,6 МПа
Вывод: Фактический класс бетона B30 (марка M400). Соответствует проектному классу B25.
Таблица соответствия класса и марки бетона
|
Класс бетона |
Средняя прочность, МПа |
Марка бетона |
|
B3,5 |
4,5 |
М50 |
|
B7,5 |
10 |
М100 |
|
B10 |
13 |
М150 |
|
B12,5 |
16 |
М150 |
|
B15 |
20 |
М200 |
|
B20 |
26 |
М250 |
|
B22,5 |
30 |
М300 |
|
B25 |
33 |
М350 |
|
B30 |
39 |
М400 |
|
B35 |
46 |
М450 |
|
B40 |
52 |
М500 |
|
B45 |
58 |
М600 |
Часто задаваемые вопросы
Минимум 3 образца из одной партии бетона. Для ответственных конструкций — больше.
Стандартный срок — 28 суток. Также проводят промежуточные испытания в 3, 7, 14 суток для прогноза прочности.
Да, но результат будет ниже проектной прочности. Для прогноза марочной прочности используются переходные коэффициенты.
Провести дополнительные испытания: отбор кернов из конструкции для уточнения фактической прочности.
Не обязательно. Достаточно камеры с температурой 20±2°С и влажностью ≥95%. Хранение в воде применяется для гидротехнических бетонов.
Заключение
ГОСТ 10180-2012 — основной нормативный документ для испытания контрольных образцов бетона. Стандарт регламентирует:
- Размеры образцов (базовый куб 150 мм)
- Условия хранения (20±2°С, ≥95%)
- Методику испытаний (скорость нагружения 0,6 МПа/с)
- Формулы расчёта прочности с масштабными коэффициентами
Для достоверных результатов необходимо строгое соблюдение условий изготовления, хранения и испытания образцов.
ООО «ИСК «ПРОГРЕСС» — профессиональное испытание контрольных образцов бетона по ГОСТ 10180-2012.
