Испытания на истираемость бетонов

Бетон применяется в строительстве жилых домов, дорог, сложных конструкций и сооружений. Специфика его использования требует от материала устойчивости к большим нагрузкам. При оценке показателей безопасности бетонных конструкций стоит выделить испытания на истираемость – параметр отражает стойкость поверхности к внешнему воздействию. Чем выше способность противостоять факторам извне, тем дольше прослужит сооружение.

Застройщики чаще всего проводят подобные исследования на этапе подбора строительных материалов.

Что такое истираемость?

Бетонные конструкции должны соответствовать требованиям ГОСТ. Оценка проводится лабораторным путём при помощи установленных методик. Значение показателя истираемости определяется для подтверждения качества материала, его потенциальной долговечности указывается в протоколе.

Истираемость определяет потерю массы (высоты) на квадратный сантиметр поверхности исследуемого образца под влиянием внешнего воздействия. Проверка показателя важна при выборе материала для строений и бетонных изделий (тротуарных плит, лестничных пролётов, несущих элементов), позволяет установить срок службы, период безопасной эксплуатации.

Устойчивость к внешним воздействиям определяет класс и марку бетона.

Классы и марки прочности

Физические величины плотности и твёрдости изделий из бетона влияют на степень стойкости к нагрузкам с сохранением исходных характеристик. На основании результатов исследований изделию присваивается определённый класс прочности и марка истираемости, благодаря которым определяется его дальнейшее применение.

Исследования бетона на сжатие помогают установить класс прочности – значение показателя состоит из буквы В и числа, обозначающего результат в МПа. Существует 2 основные группы прочности:

• средняя (≤ В50);
• высокая (≥ В60).

Показатель истираемости определяется для подтверждения качества бетона, его устойчивости к нагрузкам во время транспортировки, хранения, эксплуатации. Лабораторные испытания в данном случае помогают не только классифицировать материал, но и определить оптимальное назначение, которое гарантирует долговечность изделия и безопасность использования на период службы.

В зависимости от методики проведения исследований по ГОСТ 13087-2018 выделяют 2 группы марок истираемости:

• по изменению высоты (обозначается буквой А и числом, обозначающим сокращение высоты в миллиметрах);
• по изменению массы (G и число, характеризующее потерю массы в граммах на квадратный сантиметр).

Методики испытаний истираемости

Доступные способы испытаний бетонных изделий указаны в ГОСТ 13087-2018. Выбор конкретной методики зависит от специфики изделия, конструкции, назначения, а также требований проектной документации.

Существует 2 метода исчисления истираемости по ГОСТ:

• на круге — измеряется потеря массы на единицу площади образца, г/см2, и уменьшение высоты, мм;
• в барабане — определяется коэффициент потери массы за единицу времени на единицу площади внутренней поверхности прибора, кг/(м*ч).

1. Испытания на круге истирания

Механика оценки заключается в том, что образец располагается между точильным камнем круглой формы и вращающимся диском, который совершает 60 оборотов в минуту, за счёт чего истирается поверхность пробы. Для исследований применяются круги типов ЛКИ-2, ЛКИ-3, Бёме.

Такой способ определения истираемости применяется для сооружений в дорожном строительстве, материалов для устройства полов, лестничных пролётов, несущих конструкций, бордюр. Образец предоставляется в лабораторию кубом (цилиндром), размер которого 7*7*7 см.

Этапы исследования:

• фиксация пробы на диске;
• регулировка нагрузки (до 1,0 кг);
• прохождение заданного количества циклов;
• измерение потерянной массы и высоты.

По итогам исследований изделию присваивается марка истираемости, имеющая буквенно-численное обозначение. Результаты вносятся в журналы согласно установленным требованиям технической документации, а сотрудники лаборатории оформляют протокол испытаний.

Классы истираемости по потере массы по ГОСТ 25192:

• низкая G1 (потери до 0,7 г/см2);
• средняя G2 (потери до 0,8 г/см2);
• высокая G3 (потери до 0,9 г/см2).

Присвоение марки по потерям высоты зависит от фактического изменения данной величины в миллиметрах. Существующие марки истираемости по изменению высоты (фактическая разница, мм): А22 (3,0 – 4,4), А15 (2,4 – 3,0), А12 (1,8 – 2,4), А9 (1,2 – 1,8), А6 (0,6 – 1,2), А3 (0,3 – 0,6), А1.5 (до 0,3).

2. Испытания в барабане истирания

Конструкция барабана истирания состоит из полого цилиндра с вращающимся валом внутри, на который насажена крыльчатка, и патрубка для подачи воды. Съёмная крышка барабана предназначена для манипуляций с абразивными элементами и образцами.

Определение степени истирания в барабане осуществляется в отношении образцов бетонных конструкций, которые содержат взвеси абразивных компонентов и предназначены для контакта с жидкими средами. Требуется предоставить 3 образца трубчатой формы с параметрами 30*18*15 см.

После загрузки аппарата включается привод, и крыльчатка вращается со скоростью около 1100 об/мин. Методикой предусмотрено 10 циклов по 3 часа. По окончании каждого цикла образцы изымаются из прибора и промываются, проводятся замеры и взвешивание.

Истираемость поверхностей

Определение марки истираемости бетона является трудоёмким процессом, занимает не менее 14 дней без учёта времени затвердевания, подготовки и транспортировки образцов в лабораторию. По этой причине часто используется метод замеров по шкале Мооса.

Принцип оценки состоит в нанесении специальным инструментом насечек на горизонтальной поверхности. Оставшиеся следы визуально отличаются в зависимости от твёрдости материала. Результат оценивается по шкале от 1 до 10, где 1 — очень мягкий, а 10 — твёрдый как алмаз. Бетонным конструкциям, как правило, присваивают оценку 4 – 5.

Показатель истираемости бетонных конструкций необходим для оценки качества материала в комплексе с фактическими параметрами плотности, иными марками, стойкостью к излому и температурам.

Низкие показатели прочности бетонных конструкций по итогам испытаний истираемости не говорят о полной непригодности изделий, а лишь указывают на пересмотр назначения для практического использования. Декоративные элементы, не подверженные воздействию больших нагрузок, не требуют максимальных значений.

С целью повышения стойкости к истиранию при производстве бетонов используют топпинги, пропитки, защитные покрытия. Эти средства позволяют продлить срок службы материала, подходят для периодической реставрации.

Уточнить детали проведения исследований, стоимость и сроки можно у специалистов Портала – консультации бесплатны.