Zkoušení betonu je soubor metod, které ověřují vlastnosti čerstvého i ztvrdlého betonu a slouží k posouzení kvality výroby i výsledného výkonu konstrukce. Tyto zkoušky se provádějí v laboratořích i na stavbě pro kontrolu jakosti směsí, ověření parametrů návrhu a prokazování shody podle norem. Pro zkoušení se používají normovaná zkušební tělesa, obvykle ve stáří 28 dní. Postupy stanovují normy řady ČSN EN 12390. Testování vlastností betonu přispívá k dosažení vysoké kvality staveb.
Typy zkoušek betonu
Zkoušky mohou probíhat buď klasickým způsobem, kdy dochází k destrukci vzorku, nebo nedestruktivními metodami (NDT), pokud není možné vzorek poškodit. Pevnost v tlaku je základním kontrolním parametrem kvality betonu, ale užitečné jsou i nedestruktivní metody, které umožňují rychlou orientační kontrolu bez poškození konstrukce. Akreditované laboratoře, jako je TZÚS Praha, s.p., nabízejí široké spektrum zkoušek v oblasti betonu, betonových výrobků a vláken do betonu, včetně akreditovaných i neakreditovaných zkušebních postupů.
Destruktivní zkoušky betonu
Destruktivní zkoušky betonu hrají klíčovou roli ve stavebnictví, protože poskytují neocenitelné informace o mechanických vlastnostech a kvalitě betonu. Tyto zkoušky zahrnují testování vzorků betonu až do bodu lomu, aby se určily jeho pevnostní charakteristiky.
Metody destruktivních zkoušek betonu
Existuje několik standardizovaných metod destruktivních zkoušek betonu, které se používají k hodnocení různých aspektů jeho mechanického chování. Mezi nejběžnější patří:
- Zkouška tlakem: Je jednou z nejzákladnějších a nejrozšířenějších destruktivních zkoušek betonu. Při této zkoušce se na betonový vzorek (obvykle válec nebo krychle) působí postupně se zvyšující se tlakovou silou, dokud nedojde k jeho porušení. Maximální dosažená tlaková síla se zaznamená a použije se k výpočtu pevnosti betonu v tlaku. Pevnost betonu v tlaku se určuje na krychlích 150×150×150 mm nebo válcích průměru 150 mm a výšky 300 mm.
- Zkouška tahem za ohybu: Tato zkouška, známá také jako modul lámavosti, se používá ke stanovení pevnosti betonu v tahu za ohybu. Při této zkoušce je betonový nosník podepřen na dvou bodech a zatížen ve středu, dokud nedojde k jeho zlomení. Naměřená ohybová síla se použije k výpočtu modulu lámavosti.
- Zkouška tahem: Tato zkouška měří přímou tahovou pevnost betonu. Vzorek betonu je upnut do speciálního zařízení a je na něj působena tahová síla, dokud se nepřetrhne.
- Zkouška rázem: Používá se k posouzení odolnosti betonu proti náhlým rázovým zatížením. Během této zkoušky je na povrch betonového vzorku aplikován ráz a měří se energie potřebná k vytvoření trhliny nebo porušení.
Význam destruktivních zkoušek betonu
Destruktivní zkoušky betonu jsou nezbytné pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti betonových konstrukcí. Poskytují cenné informace pro:
Čtěte také: Složení betonu
- Ověření, zda beton splňuje specifikované požadavky na pevnost.
- Posouzení kvality betonu v existujících konstrukcích.
- Identifikaci potenciálních problémů a vad v betonu.
- Optimalizaci návrhu betonových směsí.
Výsledky destruktivních zkoušek betonu se používají při návrhu konstrukcí, kontrole kvality a diagnostice problémů.
Nedestruktivní metody zkoušení (NDT)
V některých případech není možné použít destruktivní metody, a proto je nutné použít nedestruktivní zkoušky. K dispozici jsou například zařízení na testování vysokohodnotného betonu a betonu vyztuženého vlákny. Společnost Controls nabízí kompletní portfolio zařízení, pomocí kterých je možné testovat betonové vzorky ve tvaru válců, kostek a bloků na tlak, ohyb a nepřímý tah prakticky podle všech evropských a mezinárodních standardů. Pro testování betonu Controls nabízí nejrozsáhlejší sortiment poloautomatických a plně automatických zkušebních lisů.
Zkoušení drátkobetonu
Beton patří ke kompozitním materiálům s výrazně rozdílnými pevnostmi v tlaku a tahu. Pevnost v tahu je obvykle pouze kolem 1/10 pevnosti v tlaku. Zvýšení pevnosti betonu v tahu je možné přidáním drátků do betonu. Drátkobeton patří do širší skupiny vláknobetonů, které se liší použitým materiálem a tvarem vláken. V některých případech je výhodnější využití drátkobetonu ve srovnání s prostým betonem nebo železobetonem, zejména při návrhu průmyslových podlah a základů. V těchto případech je potřebný podrobný popis materiálových vlastností drátkobetonu.
Materiálovým vlastnostem a použití drátkobetonu se věnuje řada doporučení a standardů. Vlastnosti drátkobetonu se prokazují zejména laboratorními zkouškami. Mechanické vlastnosti ovlivňuje kromě množství drátků také technologie zpracování, ošetřování a uložení. Je třeba věnovat pozornost ověřování vlastností a návrhu životnosti. Mezi klíčové materiálové vlastnosti drátkobetonu patří pevnost v tahu. Testování pevnosti betonu v jednoosém tahu je však náročné a často vzniká rozptyl naměřených hodnot.
Metody zkoušení pevnosti drátkobetonu
Mezi obvyklejší metody zkoušení patří testování pevnosti v tahu za ohybu. Zde však existuje celá řada variant. Konfigurace testů se liší rozměry zkušebních vzorků, metodou zkoušení a úpravou vzorků. Jedná se zpravidla o tříbodové nebo čtyřbodové zkoušky, vzorky se často upravují s vrubem do 1/3 výšky průřezu nebo alternativně 25 mm.
Čtěte také: Betonová dlažba Brož
Pro podrobnější popis mechanických vlastností drátkobetonu je problémem, že experimentální programy a zkoušky se zaměřují na vybranou materiálovou vlastnost. Vzniká zde také otázka homogenity a rozptylu naměřených hodnot. Tyto faktory následně komplikují použití naměřených materiálových vlastností pro numerické simulace skutečného chování konstrukčních prvků.
Příklad experimentálního programu zkoušení drátkobetonu
Experimentální program zahrnoval čtyři ucelené série, každá zkušební série zahrnovala více než 23 vzorků. Testovaly se vzorky s podílem drátků 25, 50, 75 kg/m3 a vzorky bez drátků. Pro beton byla použita betonová směs určená pro konstrukční účely (např. základy, podlahy) s maximálním zrnem 16 mm, vodním součinitelem 0,6 a portlandským rychle tuhnoucím cementem 42,5 MPa, včetně plastifikátoru Stacheplast. Byl zvolen typ drátku Dramix 3D 65/60 BG, běžně dostupný v betonárnách.
Zkoušky pevnosti v tlaku
Pro širší možnost vyhodnocení bylo pro každou sérii zkoušek vyrobeno 6 krychlí a 3 válce.
Zkoušky pevnosti v příčném tahu
Mezi nejrozšířenější způsoby testování pevnosti v tahu patří zkouška v příčném tahu. Pro testování bylo využito krychlí. Z výsledků testů je patrný nárůst pevnosti v tahu u vzorků s obsahem drátků. Pevnost v tahu se zvětšila o necelý 1 MPa, to je přibližně o 50 %. Nárůst tahové pevnosti u vyztužených vzorků je však už velice malý.
Tříbodový a čtyřbodový ohyb
Mezi další běžné zkoušky patří tříbodový a čtyřbodový ohyb. Existují různé konfigurace, které se liší především rozpětím podpor, polohou zatížení nebo hloubkou zářezu. V rámci experimentálního programu byly vybrány čtyři varianty a každá zkouška se prováděla vždy pro dva vzorky. Výpočet pevnosti v tahu je ovlivněn předpokladem rozložení napětí po průřezu a nelineárním chováním betonu. Dochází zde k plastizaci betonu a vznikání mikrotrhlin.
Čtěte také: Půjčovna pil na beton – vyplatí se?
- Tříbodová zkouška:
- Varianta 3B600: Pro trámec nominální velikosti 150×150×700 mm, rozpětí 600 mm a průřez má zářez vysoký 50 mm. Místo vzniku trhliny je lokalizováno.
- Varianta 3B500: Pro trámec nominální velikosti 150×150×600 mm a rozpětí 500 mm. Místo vzniku trhliny se lokalizuje pod silou v místě, kde je nejmenší pevnost.
- Čtyřbodová zkouška:
- Varianta 4B600: Pro trámec nominální velikosti 150×150×700 mm a rozpětí 600 mm. Vzdálenost mezi podporami a silami je 200 mm. Vznik trhliny se lokalizuje u dolního povrchu trámce mezi silami.
- Varianta 4B500: Pro trámec nominální velikosti 150×150×600 mm a rozpětí 500 mm. Liší se od předchozí umístěním sil.
Z provedených zkoušek je možné stanovit funkční závislost mezi množstvím drátků v betonu a pevnosti v tahu za ohybu.
Vyhodnocení zkoušek drátkobetonu
Vyhodnocením zkoušek krychelné a válcové pevnosti v tlaku je možné velmi dobře rozlišit příznivý vliv drátků. Pevnost v tlaku však velmi výrazně závisí také na orientaci vláken a ta může mít za následek, že výsledná pevnost v tlaku s množstvím přidaných drátků klesá. Zkoušky v příčném tahu velmi dobře ilustrují vliv drátků na růst tahové pevnosti, a to i při množství drátků 25 kg/m3. S větším množství drátků však také roste rozptyl naměřených hodnot tahových pevností, zejména pro směs s drátky 75 kg/m3. Porovnáním výsledných funkční závislostí mezi tří a čtyřbodovou ohybovou zkouškou se ukázalo, že nižší hodnoty mají tahové pevnosti čtyřbodové zkoušky, což je způsobeno větší oblastí, kde se tahová trhlina může lokalizovat.
Zkoušení pevnosti v jednoosém tahu je náročné a je citlivé na okrajové podmínky, zejména na uchycení zkušebního tělesa. Právě tato mechanická vlastnost je však vyžadována jako fundamentální při využití pokročilých numerických simulací a analýz. Zkoušky pro určení tahové pevnosti v ohybu nebo pevnosti v příčném tahu je však možné využít k dopočtu pevnosti v jednoosém tahu pomocí známých vztahů, které jsou ověřeny na velkém množství experimentů. U betonu nižších pevností se doporučuje volit součinitele u dolní hranice.
Přehled akreditovaných zkušebních postupů (výběr)
Níže uvedená tabulka poskytuje přehled některých akreditovaných zkušebních postupů v oblasti betonu a betonových výrobků dle ČSN EN.
| Norma | Zkušební postup |
|---|---|
| ČSN 73 1316 | Beton - Stanovení vlhkosti, nasákavosti a vzlínavosti |
| ČSN 73 1317 (dle IP) | Ztvrdlý beton - Stanovení pevnosti v tlaku |
| ČSN 73 1318 | Ztvrdlý beton - Stanovení pevnosti v tahu |
| ČSN 73 1321 | Beton - Stanovení vodotěsnosti |
| ČSN 73 1322 | Beton - Zkouška mrazuvzdornosti / Stanovení mrazuvzdornosti |
| ČSN 73 1324 | Beton - Stanovení obrusnosti |
| ČSN 73 1370 | Ztvrdlý beton - Zkoušení tvrdosti Schmidtovým tvrdoměrem |
| ČSN EN 12350-2 | Čerstvý beton - Stanovení konzistence - zkouška sednutím |
| ČSN EN 12350-7 | Čerstvý beton - Stanovení obsahu vzduchu a objemové hmotnosti |
| ČSN EN 12390-3 | Ztvrdlý beton - Zkoušení pevnosti v tlaku |
| ČSN EN 12390-5 | Ztvrdlý beton - Zkoušení pevnosti betonu v tahu ohybem |
| ČSN EN 12390-6 | Ztvrdlý beton - Zkoušení pevnosti v příčném tahu |
| ČSN EN 12390-8 | Ztvrdlý beton - Stanovení hloubky průsaku tlakovou vodou |
| ČSN EN 12504-1 | Beton v konstrukcích - vývrty - pevnost v tlaku |
| ČSN EN 12504-2 | Ztvrdlý beton - Stanovení tvrdosti odrazovým tvrdoměrem |
| ČSN EN 14630 | Betonové konstrukce - Stanovení hloubky karbonatace betonu fenolftaleinovou metodou |
| ČSN EN 14651 | Beton s kovovými vlákny - Stanovení pevnosti v tahu za ohybu |
| ČSN EN 14721 | Beton s kovovými vlákny - Stanovení obsahu vláken v čerstvém a zatvrdlém betonu |
Služby laboratoří a dodávka betonu
Laboratoře disponují zkušeným a odborně vyškoleným personálem a dostatečným technickým vybavením. Standardně s sebou pracovníci vozí vybavení na stanovení konzistence sednutím kužele, tlakový hrnec pro stanovení obsahu vzduchu v čerstvém betonu, teploměr pro záznam teploty betonové směsi a okolního vzduchu a také formy pro zhotovení zkušebních krychlí. Dále mohou stanovit konzistenci rozlitím či zhotovit jiná zkušební tělesa (trámce, válce).
Hlavní předností laboratoří je schopnost navrhovat optimální složení čerstvého betonu (receptury) dle platných ČSN a TKP včetně jejich ověření průkazní zkouškou z hlediska kvality a požadavků zákazníka. Laboratoře jsou plně zařízeny na testování většiny požadovaných vlastností betonu. Zavádí se také zkoušky materiálů pro opravy a sanace betonových konstrukcí, včetně správkových a injektážních malt na bázi silikátových pojiv.
K dopravě betonových směsí se používají autodomíchávače značek MAN, IVECO, MERCEDES aj. o objemu 6-8m3. Doprava pro suché/zavlhlé směsi (např. potěry/mazaniny) není nabízena. Pokud potřebujete uložit beton na větší vzdálenost, popř. do výšky, zvolte možnost čerpání betonu.