СТО 02495307-006-2009
Бетоны. Правила контроля и оценки прочности бетона монолитных бетонных и железобетонных конструкций неразрушающими методами с учетом однородности

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
СО 100 % ГОСУДАРСТВЕННЫМ КАПИТАЛОМ

«КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО
БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ.
ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ
БЕТОНА МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ
И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ
С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТИ

Москва 2009 г.

 

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использование стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЁН ОАО «Конструкторско-технологическое бюро бетона и железобетона». (Генеральный директор канд. техн. наук А.Н. Давидюк, гл. инженер Е.С. Фискинд, зав. отделом Н.В. Волков, Мосгосстройнадзор канд. техн. наук В.В. Курилин)

2. РЕЦЕНЗЕНТ канд. техн. наук М.И. Бруссер

3. РЕКОМЕНДОВАН К ПРИМЕНЕНИЮ Научно-техническим Советом ОАО «КТБ ЖБ» (протокол № 8 от 28 июля 2008 г.).

4. УТВЕРЖДЁН И ВВЕДЁН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО «КТБ ЖБ» от 30 сентября 2008 г. № 46-к.

5. ВВЕДЁН впервые

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

Контроль прочности бетона является одним из основных критериев определения качества строительства в целом. ГОСТ 18105, на основе которого разработан настоящий стандарт, был создан более 20 лет назад и, в основном, был ориентирован на правила контроля прочности сборного бетона и железобетона. Данная разработка приближена к реалиям сегодняшнего дня - контролю и оценке прочности бетона монолитных конструкций с учетом однородности этого материала.

 

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕТОНЫ. ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ И ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ С УЧЕТОМ ОДНОРОДНОСТИ CONCRETE. RULES OF CONTROL AND ASSESMENT OF CONCRETE STRENGTH FOR CAST-IN-SITU CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES BY NON-DESTRUCTIVE METHODS TAKING INTO ACCOUNT HOMOGENEITY

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и мелкозернистый бетон, легкий конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный бетон монолитных бетонных и железобетонных конструкций и устанавливает правила контроля и оценки прочности бетона на сжатие путем применения неразрушающих методов определения прочности, в том числе при осуществлении строительного надзора.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности.

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.

СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.

МДС 62-1.2000 Методические рекомендации по статистической оценке прочности бетона при испытании неразрушающими методами.

СТО 36554501-009- 2007 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

СТО 36554501-011-2008 Контроль качества высокопрочных тяжелых и мелкозернистых бетонов в монолитных конструкциях.

СТО 02495307-005-2003 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием.

3. Термины и определения

Анализируемый период - период времени, за который вычисляют средний по партиям коэффициент вариации прочности, характеризующий однородность бетона, для назначения требуемой прочности в течение последующего контролируемого периода.

Партия конструкций - часть конструкции, одна или несколько конструкций, бетонируемых в течение одних суток из бетонной смеси одного номинального состава.

Контролируемый участок - участок конструкции, на котором производят определение прочности бетона неразрушающими методами.

Захватка - объем бетона части монолитной конструкции в составе партии, уложенный при непрерывном бетонировании в течение не более одних суток.

Прямой неразрушающий метод - метод определения прочности бетона, основанный на связи прочности бетона в конструкции с усилием, необходимым для разрушения определенного технической характеристикой прибора объема бетона этой конструкции.

Косвенный неразрушающий метод - метод определения прочности бетона в конструкции, основанный на корреляционной связи прочности бетона с её косвенной характеристикой.

Градуировочная зависимость - зависимость, связывающая косвенную характеристику прочности бетона с прочностью бетона, определенной методом отрыва со скалыванием или разрушающим методом.

Коэффициент совпадения - коэффициент, используемый для корректировки («привязки») ранее установленной или универсальной градуировочной зависимости к бетону контролируемого объекта.

4. Общие положения

4.1. Определение прочности бетона в конструкциях следует производить механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690 или ультразвуковым методом по ГОСТ 17624 с использованием предварительно экспериментально установленных градуировочных зависимостей косвенных характеристик прочности бетона от его прочности на сжатие, либо по эмпирическим формулам для прямых неразрушающих методов определения прочности бетона.

Правила, требования и методику построения градуировочных зависимостей следует принимать по ГОСТ 22690, ГОСТ 17624 и СТО 36554501-009-2007.

4.2. В случаях, когда построение градуировочной зависимости невозможно, допускается определение прочности бетона по имеющейся универсальной градуировочной зависимости или по градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытываемого (составом, возрастом, условиями твердения) с уточнением этих зависимостей по результатам параллельных испытаний бетона одних и тех же участков конструкций косвенными неразрушающими методами и разрушающими методами, не менее трех вырезанных или выбуренных образцов по ГОСТ 10180, или прямыми неразрушающими методами, не менее трех испытаний по ГОСТ 22690.

4.3. К прямым неразрушающим методам определения прочности бетона относятся методы отрыва со скалыванием и скалывания ребра (ГОСТ 22690).

4.4. К косвенным неразрушающим методам определения прочности бетона относятся:

- ультразвуковой метод;

- метод упругого отскока;

- метод пластической деформации;

- метод ударного импульса.

4.5. Оценка прочности бетона и установление его условного класса по прочности на сжатие должна производиться с применением статистических методов по ГОСТ 18105 и в соответствии с настоящим стандартом.

5. Правила и нормы контроля

5.1. Контроль прочности бетона в конструкциях должен проводиться для каждой партии конструкций.

5.2. Контроль бетона в партии конструкций проводится для оценки нормируемых видов прочности (промежуточной, в проектном возрасте) и может быть выборочным или сплошным.

5.3. Выборочный контроль прочности бетона проводится в соответствии с требованиями ППР и технологических регламентов в промежуточном возрасте.

5.4. Сплошной контроль прочности бетона проводится в проектном возрасте.

5.5. При проведении выборочного контроля проверяется не менее одной конструкции из партии однородных конструкций или часть конструкции в случае, когда её бетонирование производилось более одних суток.

5.6. Число и расположение контролируемых участков в конструкциях следует назначать с учетом:

- задач контроля (определение фактической прочности или условного класса прочности бетона, выявление участков пониженной прочности и др.);

- вида конструкций (колонны, балки, плиты и др.);

- размещения захваток и порядка бетонирования;

- вида применяемого неразрушающего метода.

5.7. При контроле отдельных конструкций число участков испытаний прочности бетона косвенными неразрушающими методами должно быть не менее 6, а прямыми неразрушающими методами - не менее 3.

5.8. Число контролируемых участков назначается не менее:

- для стен и перекрытий - 3 участков на захватку;

- для колонн и пилонов - 6 участков на каждую конструкцию;

- для горизонтальных линейных конструкций - 1 участок на 4 м длины.

5.9. При определении класса бетона партии конструкций, измеряя прочность бетона косвенными неразрушающими методами, общее число контролируемых участков должно быть не менее:

- 15 при средней прочности бетона до 20 МПа;

- 20 при средней прочности бетона до 30 МПа;

- 25 при средней прочности бетона выше 30 МПа.

5.10. При определении класса бетона партии конструкций с применением прямых неразрушающих методов общее число контролируемых участков должно быть не менее:

- 6 для метода отрыва со скалыванием;

- 9 для метода скалывания ребра.

5.11. Число измерений, выполняемых на каждом контролируемом участке, принимают по действующим стандартам на методы неразрушающего контроля (ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624).

В качестве единичного значения прочности бетона контролируемого участка принимают среднее значение измерений прочности на данном участке.

6. Оценка однородности бетона по прочности

6.1 Однородность прочности бетона в конструкциях характеризуется средним партионным коэффициентом вариации V_m.

Статистическую оценку прочности бетона с учетом его однородности производят по результатам определения прочности неразрушающими методами по пункту 4.1. настоящего стандарта, при этом использование установленной градуировочной зависимости допустимо при коэффициенте корреляции градуировочной зависимости r ≥ 0,7 и коэффициенте вариации установленной градуировочной зависимости V ≤ 15 %.

6.1.1. Коэффициент вариации установленной градуировочной зависимости вычисляется по формуле

                                                                  (1)

где  - средняя прочность бетона образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

S_Т.Н.М - средняя квадратическая ошибка построенной градуировочной зависимости, вычисляемая по формуле

                                                       (2)

где n - число серий образцов, использованных для построения градуировочной зависимости;

R_i.ф и R_i.н - значения прочности бетона i серии образцов, определенные, соответственно, по ГОСТ 10180 и по градуировочной зависимости.

6.1.2. В случае построения градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний одних и тех же участков методом отрыва со скалыванием и косвенным неразрушающим методом средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости S_т определяется по формуле

                                                   (3)

где  - средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием, принимаемая равной 0,04 от средней прочности бетона участков, использованных при построении градуировочной зависимости анкерным устройством с глубиной заделки 48 мм; 0,05 от средней прочности при анкере глубиной 35 мм; 0,06 от средней прочности при анкере глубиной 30 мм и 0,07 от средней прочности при анкере глубиной 20 мм.

6.1.3. Коэффициент корреляции градуировочной зависимости r вычисляется по формуле

                                        (4)

6.2. При контроле прочности бетона прямыми неразрушающими методами в партии конструкций в случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение S_m прочности бетона в партии вычисляют по формуле

                                                            (5)

где R_i - прочность бетона отдельного участка конструкции;

R_m - средняя прочность бетона в партии конструкций;

n - число контролируемых участков.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, вычисленная как среднее арифметическое значение прочности контролируемых участков конструкций, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии конструкций S_m вычисляют с учетом средних квадратических отклонений градуировочной зависимости по формуле

                                                  (6)

где S_т - средняя квадратическая ошибка градуировочной зависимости метода отрыва со скалыванием (по пункту 6.1.2);

Р - число контролируемых участков конструкции;

n - число проконтролированных конструкций в партии.

6.3. При контроле прочности бетона косвенными неразрушающими методами среднее квадратическое отклонение определяется следующими формулами.

В случае, когда за единичное значение прочности принимается прочность бетона на контролируемом участке, среднее квадратическое отклонение прочности бетона партии S_m определяется по формуле

                                                  (7)

где S_Н.М - среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;

n - количество участков испытаний в конструкции;

r - коэффициент корреляции градуировочной зависимости.

Количество участков испытаний принимают по пункту 5.7.

В тех случаях, когда в качестве единичной прочности бетона принята средняя прочность бетона конструкции, среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии конструкций S_т определяется по формуле

                                                            (8)

где S_Н.М - среднее квадратическое отклонение прочности бетона, полученное по данным испытаний неразрушающими методами;

P - число участков испытаний в конструкции, которое принимают:

4 ≤ Р < 6 при  Р ≥ 6 при .

7. Контроль и оценка прочности бетона в конструкциях

7.1. При контроле прочности бетона конструкций оценке подлежат нормируемые в проектной и технологической документации прочности бетона в проектном и промежуточном возрасте.

7.2. Контроль и оценка прочности бетона в конструкциях осуществляется в следующих случаях:

- при операционном контроле прочности бетона, уложенного на строительной площадке в конструкции;

- при обследовании конструкций и при осуществлении строительного надзора.

7.3. При осуществлении приемочного контроля бетонных и железобетонных конструкций необходимо обеспечить следующее соотношение фактической прочности бетона в конструкции и требуемой прочности:

R_m ≥ R_Т,                                                              (9)

где R_m - фактическая средняя прочность бетона в партии конструкций, определяемая по пункту 4.1. настоящего стандарта, МПа;

R_T - минимально допустимое значение прочности бетона в партии конструкций, соответствующее ее однородности, МПа,

R_t = В_норм.К_Т                                                            (10)

или R_T = В_норм.К_Т 0,95,                                                   (11)

где К_Т - коэффициент требуемой прочности бетона, принимаемый по табл. 2 ГОСТ 18105 в зависимости от коэффициента вариации V_m данной партии конструкций при n ≥ 30, или по формуле

 при n < 30,

где t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта;

n - количество единичных значений прочности.

Формулу (10) используют в случаях, когда за единичное значение принимают среднюю прочность бетона конструкции, а формулу (11) - когда за единичное значение принимают прочность бетона контролируемого участка конструкции.

Коэффициент вариации V_m рассчитывают по формуле

                                                                     (12)

где S_m - среднее квадратическое отклонение прочности бетона в партии конструкций, или его величину принимают равным указанному в документе предприятия-изготовителя о качестве бетонной смеси, из которой изготовлена данная партия конструкций. При этом предприятие-изготовитель несет полную ответственность за достоверность представленных данных.

При контроле прочности бетона в промежуточном возрасте оценивается соответствие фактического условного класса бетона на момент испытания, нормируемой проектом величине. В этом случае условный класс бетона по прочности на сжатие определяют по формуле

                                                                   (13)

где R_m - фактическая средняя прочность бетона, МПа, в партии конструкций по результатам испытаний неразрушающими методами;

К_Т - коэффициент требуемой прочности, принимаемый по таб. 2 ГОСТ 18105 в зависимости от коэффициента вариации прочности бетона данной партии конструкций V_m.

Коэффициент вариации прочности бетона V_m рассчитывают по формуле 12, либо принимают по документу о качестве бетонной смеси предприятия-изготовителя.

В случае, когда за единичное значение прочности принимают прочность бетона, контролируемого участка конструкции, коэффициент К_Т умножают на 0,95.

При количестве участков испытаний бетона в партии менее 15, условный класс бетона рассчитывают по формуле

В_усл = R_m(1 - t_αV_m),                                                       (14)

где t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта.

В случае, когда за единичное значение прочности принимают прочность бетона контролируемого участка конструкции, правую часть формулы делят на 0,95.

Таким же образом, как и при контроле прочности бетона конструкций в промежуточном возрасте, допускается проводить оценку соответствия фактического класса бетона по прочности на сжатие - проектному классу.

7.4. При обследовании и осуществлении строительного надзора за прочностью бетона в конструкциях условный класс прочности бетона следует определять по формуле

В_усл = R_m(1 - t_αV),                                                        (15)

где R_m - фактическая средняя прочность бетона конструкции или группы конструкций;

t_α - коэффициент Стьюдента, принимаемый по приложению 1 настоящего стандарта в зависимости от числа испытаний;

V - коэффициент вариации прочности бетона, который определяется по формуле

                                                               (16)

где S_m - среднее квадратическое отклонение прочности;

R_m - фактическая средняя прочность бетона конструкции или группы конструкций.

В случае, если установленная градуировочная зависимость или градуировочная зависимость, уточненная в соответствии с приложением 9 ГОСТ 22690, отсутствуют, условный класс бетона по прочности на сжатие определяют без статистической оценки, принимая его равным 0,8 · R_m, но не более минимального значения прочности бетона отдельного участка.

Приложение 1

Значение коэффициента Стьюдента t_α (одностороннее ограничение)