Коэффициент вариации бетона что это и для чего
Что такое коэффициент вариации бетона?
Вопрос. Здравствуйте! Как частный застройщик, при мониторинге технических характеристик бетона встретил понятие «коэффициент вариации бетона». Что такое коэффициент вариации бетона? Какое его практическое применение в частном строительстве? Для он вообще нужен? Спасибо!
Ответ. Добрый день! Говоря простым, понятным всем языком, коэффициент вариации характеризует соответствие марочной прочности материала по всей длине, ширине и высоте (глубине) испытываемой конструкции. Данная техническая характеристика рассчитывается для каждой конкурентной партии бетона и измеряется в процентах.
В соответствии с требованиями нормативного документа СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», коэффициент вариации равный 13,5% и менее «говорит» что конкретная партия бетона соответствует заявленной марочной прочности: М100 (В 7,5), М200 (В15), М300 (В22,5) и т.п.
Технический смысл данной величины характеризует неоднородность бетона каждой конкретной партии. Показателем неоднородности выступает прочность на сжатие 30-ти образцов взятых и испытанных из исследуемой партии материала. Другими словами, из-за неоднородности состава бетона, его марочная прочность может отличаться в ту или иную сторону. Небольшое значение коэффициента вариации говорит либо о хорошей проработке технологии в плане подбора технических характеристик компонентов, либо в недостоверности данных.
Вычисление коэффициента вариации
Расчеты коэффициента вариации конкретной партии материала (Vm) ведут в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам» по следующей технологии:
Для точного вычисления коэффициента вариации необходимо иметь под рукой специальное испытательное оборудование: испытательный пресс, формы для заливки образцов, инженерный калькулятор, лабораторные весы и пр. Определение фактического коэффициента вариации бетона – это достаточно сложная и кропотливая работа имеющая смысл при возведении очень ответственных зданий и сооружений.
Поэтому говорить о практическом применении указанной характеристики в частном домостроительстве не стоит. Как показывает практика, даже минимальные значения прочности бетона используемого для возведения частных зданий значительно превышают реальные нагрузки на сжатие от стен, крыши и других конструкций.
Коэффициент вариации прочности бетона
То, что для частных нужд многие хозяева предпочитают изготовить бетон самостоятельно, а не приобретать заводской, ни для кого не секрет. Кустарное производство бетона – это норма и, в принципе, ничего плохого в этом нет, ведь человек строит дом только для себя, значит, он сам несет ответственность за прочность материалов и сооружения в целом.
Коэффициент вариации прочности бетона
Нормативные документы
Не так обстоят дела с государственным строительством. Тут уже приходится считаться с нормативными документами и использовать материалы только соответствующего качества, изготовленные по заводской технологии с учетом всех теоретических и практических рекомендаций. Ведь в таких случаях строят не для одного человека, а для великого множества людей, и не на один год, а на десятилетия и даже на века.
Стандартные требования к качеству бетона для конструкций различного назначения и методам проверки можно найти в специальной литературе или в государственных стандартах.
Что такое коэффициент прочности
Один из методов определения бетона на прочность
Одним из самых распространенных методов, определяющих прочность бетона, является измерение коэффициента вариации прочности бетона. Этот показатель измеряется в процентах и характеризует однородность бетонной смеси. Обозначается он латинскими литерами Vn.
Однородность – это важный показатель, ведь если бетон неоднородный, то и плотность его будет неравномерная, что в процессе эксплуатации может привести к повреждению или разрушению конструкции.
Как проходят испытания вариаций
Для определения коэффициента вариации прочности бетона проводят последовательные испытания 30 образцов бетона одной марки. Так определяют коэффициент одной партии. Таких партий за определенный период времени изучается некоторое количество, а потом вычисляется средний показатель на основании коэффициентов всех изученных партий.
Обычно срок, за который определяется коэффициент вариации прочности определенной марки бетона и классификации бетона, составляет от 1 до 8 недель. Этот показатель является важным критерием при определении качества бетона и надежности технологий его производства. Чем ниже этот показатель, тем стабильнее и надежнее технология производства бетона, и исходя из этого, выбирается и марка бетона для фундамента дома.
После заливки бетон набирается прочности
Надо сказать, что необходимая прочность бетона достигается не сразу, полная его прочность достигается после 28 дней твердения. Самое интенсивное твердение достигается в первые 5-7 дней после его заливки. За это время достигается 70-процентная прочность бетона, поэтому так важно знать график набора прочности бетона.
График набора прочности бетона определенной марки демонстрирует скорость затвердевания бетона при разных температурах, диапазон составляет от 30℃ до 80℃. Прочность на графике обозначена процентами.
Видео в этой статье покажет, как работает специальный прибор для измерения прочности бетона, и не только прочности.
Что такое коэффициент вариации прочности бетона?
Коэффициент вариации прочности бетона – значение, которое используется при контроле показателей качества готовой бетонной смеси. Как и прочие усредненные прочностные характеристики в партии изготовленного раствора, данная величина играет важную роль, так как свидетельствует об однородности БСГ.
Для чего нужно определять коэффициент вариации прочности?
Такая характеристика, как однородность бетонного раствора по праву считается гарантией качественности и повышенной прочности возводимых сооружений. Наличие подобного коэффициента в сертификате на реализуемую продукцию говорит о прохождении статистического контроля бетона на производстве. Как следствие, подтверждается ответственность и добросовестность поставщика. В соответствии с утвержденными нормами СНиПа 52-01-23, допустимый индекс вариации для бетона легкого или тяжелого типа составляет 13,5%.
Особенности вычисления коэффициента вариации прочности
Данная величина определяется как соотношение усредненных характеристик прочности бетонной смеси в выпущенной партии и среднеквадратической погрешности. Чем меньше значение, тем выше однородность раствора, а значит и его качество.
Процесс вычисления коэффициента регламентируется в соответствии с ГОСТом 10180-90, и предполагает такие процессы:
Чтобы рассчитать усредненный коэффициент для всех партий, необходимо вычислить среднее арифметическое на основании эксплуатационных свойств выпущенных бетонных растворов.
Коэффициент вариации бетона что это и для чего
Министерство регионального развития и строительства
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 марта 2012 г. N 28-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18105-2010 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2012 г.
7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2018 г.
1 Область применения
Правила настоящего стандарта могут быть использованы при проведении обследований бетонных и железобетонных конструкций, а также при экспертной оценке качества бетонных и железобетонных конструкций.
Выполнение требований настоящего стандарта гарантирует обеспечение принятых при проектировании расчетных и нормативных сопротивлений бетона конструкций.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте приведены ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
3 Термины, определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 нормируемая прочность бетона: Прочность бетона в проектном возрасте или ее доля в промежуточном возрасте, установленная в нормативном или техническом документе, по которому изготавливают БСГ или конструкцию.
— класс бетона по прочности на сжатие;
— класс бетона по прочности на осевое растяжение;
— класс бетона по прочности на растяжение при изгибе.
3.1.2 требуемая прочность бетона: Минимально допустимое среднее значение прочности бетона в контролируемых партиях БСГ или конструкций, соответствующее нормируемой прочности бетона при ее фактической однородности.
3.1.3 фактический класс бетона по прочности: Значение класса бетона по прочности монолитных конструкций, рассчитанное по результатам определения фактической прочности бетона и ее однородности в контролируемой партии.
3.1.4 фактическая прочность бетона: Среднее значение прочности бетона в партиях БСГ или конструкций, рассчитанное по результатам ее определения в контролируемой партии.
3.1.5 проба бетонной смеси: Объем БСГ одного номинального состава, из которого одновременно изготавливают одну или несколько серий контрольных образцов.
3.1.6 серия контрольных образцов: Несколько образцов, изготовленных из одной пробы БСГ или отобранных из одной конструкции, твердеющих в одинаковых условиях и испытанных в одном возрасте для определения фактической прочности одного вида.
3.1.7 партия бетонной смеси: Объем БСГ одного номинального состава, изготовленный или уложенный за определенное время.
3.1.8 партия монолитных конструкций: Часть монолитной конструкции, одна или несколько монолитных конструкций, изготовленных за определенное время.
3.1.9 партия сборных конструкций: Конструкции одного типа, последовательно изготовленные по одной технологии в течение не более одних суток из материалов одного вида.
3.1.10 контролируемый участок конструкции: Часть конструкции, на которой проводят определение единичного значения прочности бетона неразрушающими методами.
3.1.11 зона конструкции: Часть контролируемой конструкции, прочность бетона которой отличается от средней прочности этой конструкции более чем на 15%.
3.1.12 анализируемый период: Период времени, за который вычисляют среднее значение коэффициента вариации прочности бетона для партий БСГ или конструкций, изготовленных за этот период.
3.1.13 текущий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона в контролируемой партии БСГ или конструкций.
3.1.14 средний коэффициент вариации прочности бетона: Среднее значение коэффициента вариации прочности бетона за анализируемый период при контроле по схемам А и В.
3.1.15 скользящий коэффициент вариации прочности бетона: Коэффициент вариации прочности бетона, рассчитываемый как средний для текущей партии и предыдущих проконтролированных партий БСГ или конструкций при контроле по схеме Б.
3.1.16 контролируемый период: Период времени, в течение которого требуемая прочность бетона принимается постоянной в соответствии с коэффициентом вариации за предыдущий анализируемый период.
3.1.17 текущий контроль: Контроль прочности бетона партии БСГ или конструкций, при котором значения фактической прочности и однородности бетона по прочности (текущего коэффициента вариации) рассчитывают по результатам контроля этой партии.
3.1.18 разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.
3.1.19 прямые неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по «отрыву со скалыванием» и «скалыванию ребра» по ГОСТ 22690.
3.1.20 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками прочности, определяемыми по ГОСТ 22690 и ГОСТ 17624.
3.1.21 захватка: Объем бетона монолитной конструкции или ее части, уложенный при непрерывном бетонировании одной или нескольких партий БСГ за определенное время.
3.1.22 единичное значение прочности: Значение фактической прочности бетона нормируемого вида, учитываемое при расчете характеристик однородности бетона:
3.2 Обозначения
— проектный класс прочности бетона, МПа;
— фактический класс прочности бетона, МПа;
Схемы испытания бетона по ГОСТ 22690. Чем отличаются схемы А,Б,В и Г
Коэффициент вариации прочности бетона
Коэффициент вариации показывает относительную изменчивость бетона, тем самым выявляя однородность величин. Он не должен превышать 33%, чтобы мы могли в точности знать однородность измерений или показателей прочности бетона.
Рассчитать его достаточно сложно не искушенному в математических формулах человеку. Если говорить об этом простым языком, то нам нужно понимать, как прочность бетона, измеренная в конкретной точке, отличается от среднего арифметического показателя всех точек поверхности. Коэффициент даст нам возможность понять, насколько рискованно вводить такой бетон в конструкцию возводимого здания, соответствует ли класс бетона требованиям проекта. Это значит, что коэффициент вариации может дать нам информацию о качестве производства бетона, качестве самого материала и его реальной стоимости.
Бетон создается искусственным путем, при этом в нем редко используются только лишь однородные продукты (цемент, песок, вода). В большинстве случаев в бетон добавляется крупный заполнитель, который также влияет на прочностные характеристики в определенных точках. Фактически получается, что плотность бетона в различных его точках отличается от необходимой, и нам стоит провести проверку, чтобы убедиться, влияет ли это на качество бетона, и, если влияет, то каковы значения по разбросу этих показателей.
Бетон классифицируется не только по структуре и плотности, но и по условиям уплотнения. В расчет также принимается назначение бетона и вид заполнителя. Все это определяет коэффициент вариации прочности бетона.
Определение коэффициента вариации при производстве бетона непосредственно на заводе-изготовителе происходит путем отбора проб из массы в количестве 25-30 серий. Важную роль при заборе и подготовке образцов играют условия хранения: на этом этапе нам важно соблюсти условия по назначению бетона, иначе говоря, воссоздать условия твердения бетона непосредственно при возведении конструкции. В этом нам помогут специальные климатические камеры.
По итогам испытания мы выводим коэффициент вариации, который есть частное от среднеквадратичного отклонения и среднего арифметического значения прочности бетона. Чем ниже этот показатель, тем однороднее, а значит, и прочнее будет бетон. По результатам испытания бетону присваивается класс, который влияет на проверку его соответствия проектным требованиям. Присвоенный класс фиксируется в акте испытания и прикрепляется к общему комплекту документов при возведении сооружения.