Контроль бетона в строительстве

В нормативных документах выделяют следующие виды бетона: стандартный бетон, бетон заданного качества и бетона заданного состава.

Для стандартного бетона действуют ограничения и предельные значения. Для получения необходимых свойств стандартный бетон имеет определенный состав смеси. Его применение ограничено лишь некоторыми классами прочности на сжатие и экспозиции. Вследствие этого виды контроля, проводимые при производстве и укладке стандартного бетона, сравнительно незначительны.
Для изготовления бетона заданного качества фирма-исполнитель делает заказ у производителя товарного бетона на основании установленных свойств свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона, а также на основании необходимого класса экспозиции. В соответствии с этими показателями производитель бетона определяет состав бетонной смеси, соответствующий нормам и техническим требованиям.

Для изготовления бетона заданного состава заказчик бетона задает производителю данные о составе смеси. В целом, заказчиком бетона является фирма-исполнитель. Согласно стандарту ответственность за получение запланированных свойств бетонной смеси несет ее «проектировщик». В зависимости от договорных положений это может быть заказчик или фирма-исполнитель. На практике ответственным, как правило, является тот, кто проводит первичный контроль бетона заданного состава смеси, а также подтверждает время бетона наличие необходимые свойства вопроизводства. Использование заданного состава требует квалифицированного персонала, знающего бетонную технологию, и лаборатории, имеющей соответствующее оборудование для проведения первичных и контрольных испытаний.

В большинстве случаев на практике используется бетон заданного качества. По этой причине ниже описывается контроль бетона заданного качества, проводимый на строительной площадке.

1. Контроль, проводимый строительной фирмой (бетон классов контроля 1, 2 и 3)
При производстве бетонных сооружений строительные фирмы путем регулярного контроля всех видов работ должны гарантировать, что проводимая ими работа осуществляется в соответствии с действующими нормативными документами и описанием проекта. Используемые строительные материалы и элементы должны проверятся на соответствие этим требованиям.

Строительные материалы и элементы, не имеющие необходимой маркировки или не соответствующие нормативным
документам, не должны применяться на строительной площадке. В частности, это касается такого строительного материала как бетон, который чаще всего поставляется на стройку и обрабатывается там как товарный бетон, так называемый «наполовину готовый продукт».

1) Дополнительные требования к проведению самоконтроля. Контроль, проводимый аккредитованным контролирующим органом.
2) Предварительно напряженный бетон класса прочности C25/30 всегда относится к классу контроля 2.
3) Не предназначено для обычных полов в промышленных помещениях
4) Бетон с высоким сопротивлением проникновению воды может относиться к классу контроля 1, если строительный элемент временно подвергается воздействию скапливающейся просачивающейся воды и если в описании проекта не определены другие положения

В зависимости от мероприятий по созданию бетонных конструкций для обеспечения качества бетона необходимы различные виды контроля. В DIN 1045-3 наряду с классами контроля представлена многоступенчатая система проверки (таблица 1). Чем выше класс контроля, тем больше возрастают требования к проверке важных свойств свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона. Классы контроля 1 и 2 регулируют проверку бетона с классом прочности на сжатие до C50/60 или LC25/28 включительно (до класса плотности D1,4) и с классом прочности LC35/38 (начиная с класса плотности D1,6). Виды контроля и разделение бетона на классы контроля зависят от класса прочности, но также, прежде всего, от действующего класса экспозиции (таблица 1). К классу контроля 3 относятся бетоны с высоким классом прочности на сжатие, так называемый высокопрочный бетон, укладка и контроль которого до настоящего времени регулировались директивой Немецкого комитета по железобетону.
При обработке бетона классов контроля 2 и 3 наряду с контролем, проводимым строительной фирмой (см. главу 2), в соответствии с главой 3 должен проводиться контроль аккредитованного контролирующего органа (рис. 1).
Кроме этого в стандарте DIN 1045-3 определены различные положения и требования к опалубке, арматуре, укладке и выдержке бетона, действующие не зависимо от класса контроля бетона. Ответственным за проведение всех надлежащих мероприятий по контролю на строительной площадке, указанных в DIN 1045-3, является строительное управление фирмы-исполнителя. Это действует независимо от того, является ли ответственным за проведение работ по контролю бетона собственная или сторонняя испытательная лаборатория.
Ниже представлены предусмотренные стандартом испытания и документация, выполняемые и составляемые фирмой-исполнителем для опалубливания, армирования и бетонирования. Ответственный контроль за работой на строительной площадке или за процессом бетонирования не должен ограничиваться очередным выполнением контроля в соответствии с нормами. Ответственный и квалифицированный контролирующий персонал должен в первую очередь обратить внимание на бесперебойный ход строительства и использование
соответствующих материалов. Только благодаря регулярному присутствию на месте можно во время распознать и предотвратить риски, неисправности и ошибки. Профессиональная квалификация и вовлеченность контролирующего персонала в работу определяют качество готовой конструкции.

Рис. 1 Организация и ответственность за проведение контроля по укладке бетона заданного качества классов контроля 1, 2 и 3

1.1 Контроль строительных лесов и опалубки
Время, когда необходимо снимать опалубку, определяет руководство строительством. Перед тем, как снимать опалубку необходимо проверить, достиг ли бетон достаточной прочности. Если проверка прочности бетона осуществляется с помощью испытаний на твердение или расчета зрелости, то результаты должны быть зафиксированы. Независимо от класса контроля необходимо записывать время распалубки, температура воздуха и погодные условия.

1.2 Контроль армирования
Перед началом бетонирования независимо от действующего класса контроля необходимо проверить следующее:
- соответствие марки стали, количества, диаметра и положения арматуры данным чертежа армирования,
- соблюдение длины стыков и нахлестов, а также надлежащее выполнение механических соединений,
- получение необходимого покрытия бетонной смесью с помощью соответствующих распорок и подпорок,
- отсутствие на арматуре загрязнений (например, масло, краска, грязь) и следов ржавчины,
- надежную фиксацию и защиту арматуры от смещения во время бетонирования
- размещение арматуры не препятствует укладке и уплотнению бетонной смеси (загрузочные отверстия, промежутки между арматурными стержнями для вибратора).
Изменения в расположении арматуры по каким-либо строительно-техническим или другим причинам допустимы только при согласовании с проектировщиком несущих конструкций или с ответственным инженером. Согласно DIN 4099 сварочные работы на арматурной стали могут проводиться только фирмой или персоналом, имеющим необходимый сертификат.

1.3 Контроль процесса бетонирования
Наряду с необходимыми испытаниями свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона, проводимыми согласно действующим классам контроля, необходимо также до укладки бетонной смеси и независимо от класса контроля записать следующие данные:

- максимальная и минимальная температура воздуха и погодные условия во время бетонирования каждого отдельного участка,
- номер строительного участка и используемые строительные элементы,
- вид и продолжительность выдерживания

1.4 Контроль свойств свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона
Необходимые испытания
свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона различны для каждого отдельного вида бетона (стандартный бетон, бетон заданного качества и бетон заданного состава) и зависят от класса контроля. Проводимые испытания
регулируются стандартом DIN 1045-3, приложение A. Пробы для испытания должны отбираться в соответствии с DIN EN 12350-1 на стройке или после определения консистенции.

Таблица 2: Бетон заданного качества: количество испытаний свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона и частота их проведения

1) в зависимости от выбранных методов испытания; жирным шрифтом выделены методы испытаний, проводимые в Германии.

Таблица 3: Количество испытаний технического оборудования и частота их проведения

При использовании стандартного бетона необходимо проверить ТТН, консистенцию и однородность поставляемой бетонной смеси в соответствии с таблицей 2, а также исправное состояние уплотнительного оборудования.
При использовании бетона заданного качества необходимо провести испытания, обозначенные в таблицах 2 и 3.
При использовании бетона заданного состава производитель бетонной смеси в рамках проводимого им контроля соответствия не осуществляет проверку необходимых свойств бетона. Определение этих свойств берет ни себя потребитель бетонной смеси (строительная фирма) в рамках контроля на строительной площадке. Вид, требования и количество испытаний для всех классов контроля основываются на критериях соответствия согласно DIN EN 206-1/DIN 1045-2, действующих для бетона заданного качества на заводе по производству транспортного бетона. Кроме этого независимо от класса контроля для проверки свойств бетона фирма-исполнитель должна привлекать аккредитованную испытательную лабораторию. Это может быть как лаборатория на фирме, так и сторонняя лаборатория, проводящая контроль на основе договорных отношений.

1.5 Испытание прочности бетона на сжатие при использовании бетона заданного качества
В соответствии с новыми нормами в рамках контроля, проводимого производителем бетона (завод товарного бетона) и строительной фирмой, действуют новые термины и измененные принципы. Производитель товарного бетона в рамках проводимого им контроля подтверждает «соответствие» своей продукции необходимым показателям прочности. Строительная фирма проверяет «идентичность» поставляемой бетонной смеси с этой «соответствующей» основной совокупностью (проверка на идентичность или контрольное испытание). Для каждого обрабатываемого бетона класса контроля 2 и 2 на строительной площадке должны быть отобраны как минимум три пробы, а именно:
- для бетона класса контроля 2 соответственно для участка площадью макс. 300 м или каждый третий день бетонирования
- для бетона класса контроля 3 соответственно для участка площадью макс. 50 м3 или каждый день бетонирования

Решающим является требование, предусматривающее большее количество проб. Пробы должны равномерно отбираться на протяжении всего бетонирования и из разных бетоновозов. Из каждой пробы необходимо изготовить образец для испытания прочности бетона на сжатие. Варианты состава смеси с одинаковыми исходными веществами, одинаковым водоцементным отношением, но различным размером зерен считаются одним видом бетона.

При использовании бетона заданного качества класса контроля 1 испытание прочности на сжатие необходимо проводить только в случае сомнения (см. таблицу 2).
Испытание на сжатие осуществляется в соответствии с DIN EN 12390, части 1-4, а также в соответствии с положениями DIN 1045-2, (например, размеры испытательного образца, условия хранения). Для бетона с обычным составом смеси используются, как правило, образцы в виде кубиков с ребром 150 мм. В соответствии с требованием нормы DIN EN 12390-1 ребро образца-кубика должно соответствовать как минимум 3,5-кратному размеру самых крупных зерен заполнителя, поэтому образцы бетонных кубиков могут иметь и другие размеры. При этом необходимо придерживаться приведенного в данной норме номинального размера. Результаты испытаний на сжатие образцов с длиной ребра, отличной от 150 мм, могут быть определены с помощью коэффициента перерасчета. Если вместо кубиков с ребром 150 мм используются кубики с ребром 100 мм, то в соответствии с DIN 1045-2, для определения результатов испытания на сжатие можно провести уменьшение на коэффициент перерасчета, равный 0,97.

Хранение образцов до проведения испытания осуществляется в камере влажности или под водой (контрольное хранение). В качестве альтернативы образцы для испытаний в возрасте 7 дней можно вынимать из емкости с водой или из камеры влажности и хранить до проведения испытаний в помещении при отсутствии сквозняков и температуре воздуха 15 - 22 °C (так называемое выдерживание бетона в воздушно-сухой среде). Показатели прочности на сжатие, получаемые при выдерживании в воздушно-сухой среде,
необходимо уменьшить на показатели, получаемые при контрольном хранении. В данном случае можно использовать приведенный в норме DIN 1045-2 коэффициент уменьшения для обычного бетона, составляющий 0,92 (для высокопрочного бетона 0,95). Если не оговорены другие условия, проведение испытаний прочности на сжатие проводится в возрасте 28 дней.

Идентичность бетона устанавливается путем сравнения полученного показателя прочности на сжатие с так называемым «критерием приемки». Критерии приемки для результатов испытания прочности на сжатие приведены в таблице 4. Приемку бетонной смеси при условии выполнения остальных установленных свойств
свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона согласно таблице 2 можно осуществлять в том случае, если выполнены критерии средних и одиночных значений. Тем самым идентичность представленного в выборочном контроле бетона (стройка) с генеральной совокупностью (завод товарного бетона) считается установленной.

Таблица 4: Критерии приемки для результатов испытания прочности на сжатие

1) Среднее значение n не совпадающих отдельных значений
2) Стандартное отклонение выборочной пробы для n ≥ 35, причем действует: σ > 3 Н/мм²: для класса контроля 1 и 2 и σ ≥ 5 Н/мм² для класса контроля 3, для выборочных проб n < 35 gilt σ = 4 Н/мм².
3) для UK 3: > 0,9 • f_ck
Полученные результаты испытаний можно разделить на небольшие группы следующих друг за другом показателей (минимум 3) таким образом, чтобы для соответствующих средних значений могли быть использованы соответствующие требования для отдельных значений 3 - 4, 5 - 6 или > 6.
Если идентичность не была установлена, то необходимо принять другие меры для определения устойчивости и эксплуатационной способности конструкции. Если на основании уменьшенной прочности должны быть проведены дополнительные испытания с использованием склерометра, отбор керна или новый статический расчет, то в отдельных случаях выполнение этих мероприятий должно быть согласовано.

2 Прочие положения для контроля, проводимого строительной фирмой, при укладке бетона классов контроля 2 и 3. Для поведения контроля по укладке бетонной смеси классов контроля 2 и 3 используется известная система понятий для самоконтроля (контроль, проводимый строительной фирмой) и стороннего контроля (контроль, проводимый аккредитованным контролирующим органом).
Строительные площадки, на которых используются бетонные смеси классов контроля 2 и 3, должны быть четко обозначены с указанием нормы «DIN 1045-3» и контролирующего органа.

2.1 Аккредитованная лаборатория, проверяющая качество бетона
Если используется бетон заданного качества классов контроля 2 и 3 (или бетон заданного состава), то строительная фирма должна иметь постоянную испытательную лабораторию,
- которая оснащена всеми приборами и всем оборудованием, необходимыми для проведения испытаний в соответствии с таблицей 2 и
- руководство которой осуществляет опытный специалист по бетону, имеющий необходимое удостоверение для подтверждения своих знаний в технологии бетонирования, выданное
уполномоченным для этого органом.
Руководитель аккредитованной лаборатории, осуществляющей контроль качества бетона, несет ответственность за обучение персонала, которое проводится каждые три года, и за документирование данных сведений.
Если строительная фирма пользуется услугами сторонней, то есть не заводской испытательной лаборатории, то задачи, выполняемые этой лабораторией, должны быть согласованы в договоре на оказание услуг по проведению контроля. Минимальный срок действия данного договора должен составлять один год. Услуги по проведению контроля, предоставляемые фирме-исполнителю, не должны осуществляться испытательной лабораторией, предоставляющей такие же услуги производителю бетонной смеси или находящейся от него в экономической зависимости.

К задачам аккредитованной испытательной лаборатории, проводящей проверку бетона, относятся:
- консультирование строительной фирмы и стройплощадки,
- проведение испытаний в соответствии с таблицей 2, если такие испытания не проводятся персоналом строительной площадки,
- контроль правильности функционирования приборного оборудования на строительной площадке в соответствии с таблицей 3 до начала бетонирования,
- текущий контроль и консультирование при укладке и выдержке бетона,
- оценка и анализ результатов испытаний и передача результатов строительной фирме и ее руководству,
- обучение персонала, работающего на строительной площадке.

2.2 Документирование результатов испытаний
При использовании бетона классов контроля 2 и 3 необходимо записывать следующие данные и хранить их после окончания работ в течение 5 лет:
- время проведения и продолжительность отдельных процессов бетонирования,
- температура воздуха и погодные условия при бетонировании отдельных участков или выполнении отдельных строительных элементов до распалубки,
- вид и продолжительность дополнительной обработки бетона
- температура свежеприготовленной бетонной смеси при температуре воздуха ниже +5 °C и выше +30 °C,
- название завода-поставщика и номер ТТН, соответствующего строительного участка или строительного элемента, а также список поставленных видов бетона с указанием соответствующих норм и правил,
- результаты испытаний
свежеприготовленной бетонной смеси и жесткого бетона в соответствии с таблицей 2.

Рис. 2: Кроме прочих испытаний, на строительной площадке проводится также контроль свежеприготовленной бетонной смеси (F4/F5)

После окончания строительных работ результаты всех испытаний бетона классов контроля 2 и 3, проводимых в соответствии с таблицей 2, должны быть переданы
контролирующим органам и учреждениям

2.3 Обязанность строительной фирмы предоставлять информацию
Строительная фирма обязана предоставить контролирующему органу в письменном виде следующую информацию:
- данные об аккредитованной лаборатории, следящей за качеством бетона, с указанием имени ее руководителя,
- смена руководителя испытательной лаборатории,
- начало работ на каждом строительном участке, где используется бетон классов контроля 2 и 3 с указанием имени начальника строительного участка
- смена начальника строительного участка,
- данные для определения технических характеристик предусмотренных видов бетона в соответствии с DIN EN 206-1 и DIN 1045-2, а также классов контроля бетона в соответствии с таблицей 1,
- предполагаемое количество бетонной смеси,
- предполагаемое время начала и окончания работ по бетонированию,
- прерывание работ по бетонированию, продолжающееся более 4-х недель,
- возобновление работ на строительном участке после 4-х недельного перерыва.

3 Контроль укладки бетонной смеси классов контроля 2 и 3, проводимый аккредитованной лабораторией
Контроль использования бетона классов контроля 2 и 3 должен проводиться аккредитованной испытательной лабораторией. Перед контролем проверяется, имеются ли на строительной фирме специалисты, обладающие достаточными знаниями и опытом, а также необходимое приборное оборудование.
Количество испытаний, а также частота их проведения и отбор проб регулируются в соответствии с DIN 1045-3.
Результаты контроля, проводимого испытательной лабораторией, должны быть зафиксированы в отчете. Его необходимо хранить на строительном участке или в испытательной лаборатории и по требованию предоставлять доверенным лицам компетентных органов.
В отчете должна содержаться следующая информация:
- данные о строительной фирме, строительном участке и испытательной лаборатории, проводящей контроль качества бетона, определение технических характеристик бетона в соответствии с DIN EN 206-1 и DIN 1045-2,
- класс контроля бетона в соответствии с таблицей 1,
- оценка контроля, выполняемая строительной фирмой,
- при необходимости, данные об отборе проб,
- результаты проведенных испытаний и сравнение с требованиями и результатами контроля, проводимого строительной фирмой, общая оценка,
- место и дата
- печать испытательной лаборатории и подпись ее представителя.