Поиск места повреждения кабеля: методы, видео, приборы

Как найти место повреждения кабеля — обзор методик

Методики определения повреждения кабеля в земле
Импульсный метод
Метод петли
Акустический метод
Метод шагового напряжения
Индукционный метод
Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Методики определения повреждения кабеля в земле

Чтобы найти место повреждения кабельной линии, необходимо понимать специфику и методику ведения поиска. Процесс необходимо разделить на два этапа:

Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
Поиск места аварии на установленном участке трассы.

В виду отличий этих двух этапов, сами методы отыскания различаются и бывают:

относительными (дистанционными) – к ним относятся импульсный и петлевой метод;
абсолютными (топографическими) – акустический, индукционный и метод шагового напряжения.

Что же, рассмотрим все методы по порядку.

Импульсный метод

Данный способ подразумевает поиск повреждения с помощью рефлектометра. Работы могут проводиться, например, прибором РЕЙС-305, который показан на фото ниже.

Работа прибора основывается на посылании зондирующих импульсов определенной частоты, которые встречая на своем пути препятствие, отражаются и возвращаются обратно к прибору. То есть, прибор располагается с одного конца силового кабеля, что очень удобно и практично. Чтобы вычислить точное расстояние до места повреждения, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Где, по формуле, L – длина кабеля от точки присоединения прибора до повреждения, tx – переменная величина количества времени затраченного, чтобы импульс, дошел до места обрыва и обратно. υ – скорость, с которой импульс следует по кабелю (для кабельных линий от 0,4 кВ до 10 кВ равен 160 м/мкс).

Данным способом можно выявить не только обрыв в силовом кабеле, но и короткое замыкание между жилами. Чтобы понять что произошло, обратимся к изображению на экране во время испытаний. Картинки будут такими (слева замыкание, справа обрыв):

Испытания следует проводить на полностью отключенной линии. На видео примере наглядно демонстрируется, как пользоваться искателем места короткого замыкания:

Метод петли

Данный способ применим при условии, что хотя бы один провод в кабеле остался цел, или рядом пролегает еще один проводник с целыми жилами. Чтобы узнать расстояние до места повреждения петлевым методом, нужно измерить сопротивление жил постоянному току прибором Р333. Это измерительный мост постоянного тока, который выглядит вот так:

Перед началом измерений соединяем конец целой и поврежденной жилы закороткой, другие два конца подключаем по схеме:

Вычислить расстояние до точки, в которой возник обрыв, можно по следующей формуле:

R₁ — сопротивление, которое подключается к целой жиле;
R₂ – сопротивление, которое подключается к жиле с обрывом;
L – длина кабеля до места повреждения;
L_к – длина всего проводника.

Это, пожалуй, один из первых придуманных методов, применяемых для отыскания места повреждения, и используется он исключительно при однофазном и двухфазном замыкании. Постепенно им перестают пользоваться, ввиду его трудоемкости и большой погрешности в измерениях.

Акустический метод

Найти обрыв в кабеле акустическим методом можно, создав в месте повреждения разряд с помощью генератора высоковольтных импульсов (на картинке внизу). В месте обрыва или замыкания появятся колебания звука определенной частоты. Качество прослушивания зависит от вида грунта, расстояния от поверхности до кабельной линии и типа повреждения. Обязательным условием для работы способа является превышение значения переходного сопротивления в 40 Ом.

Пример поиска поврежденной линии акустическим способом предоставлен на видео:

Метод шагового напряжения

Метод основан на пропускании по кабелю тока, вырабатываемого генератором. Он создает между двумя расположенными в земле точками разность потенциалов, о которой можно судить по утечке тока в месте аварии. Чтобы найти точку с пониженным сопротивлением изоляции, контактные штыри-зонды устанавливаются так – первый ровно над пролегающим проводником, второй под углом 90 0 в метре от первого.

Точка, в которой кабель поврежден, находится под первым штырем, при условии, что сигнал будет максимальным. Более подробно о шаговом напряжении вы можете узнать из нашей статьи!

Индукционный метод

Способ очень точно определяет места обрыва, однако его применение связано с прожигом кабеля. При большом переходном сопротивлении необходимо уменьшить его величину путем прожига, используя специальные устройства, например, установку прожигающую кабель ВУПК-03-25:

Метод основан на пропускании по жиле тока с высокой частотой, который образует электромагнитное поле над кабельной линии. В местах механических повреждений трассы, проводя приемной рамкой, звук будет изменяться. Таким образом, отсутствие звука говорит об обрыве жилы.

На видео ниже наглядно демонстрируется нахождение аварийного участка прожигом:

Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Место обрыва провода в бетонной стене поможет найти специальный прибор – трассоискатель. Он представляет собой сочетание приемника и генератора. Данный способ можно ассоциировать с индукционным методом в поиске повреждений кабелей под землей.

Итак, определить место обрыва трассоискателем не сложно. Конец провода, в котором есть обрыв, подключают к генератору, который посылает в него импульсы определенной частоты. Проводя рамкой по месту прокладки проводки, в наушниках будет отчетливо слышен звук, который образуется в результате воздействия импульсов. Как только звук пропадет, отметьте это место на стене – это и будет точка повреждения провода.

Отыскать обрыв в фазном проводе также поможет бесконтактный указатель напряжения. Здесь все просто. Ведем прибор по стене до тех пор, пока индикатор наличия напряжения перестанет гореть. Проводим прибором несколько раз по кругу в данной области стены, чтобы убедиться, что мы не ушли с маршрута прохождения проводов. Отсутствие свечения индикации укажет на ориентировочное место обрыва.

В завершение хотелось бы отметить, что трассоискателем и бесконтактным указателем напряжения можно пользоваться для поиска повреждений проводки под штукатуркой или же под гипсокартоном.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по поиску КЗ в проводке:

Вот мы и рассмотрели самые известные методики поиска места повреждения кабеля. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

Отыскание участка повреждения кабеля

Как найти место повреждения кабеля под землей?

Эксплуатация подземных силовых и телекоммуникационных кабелей связана с проведением плановых и ремонтно-восстановительных измерений, а также локализации повреждений в кабельных линиях.
В ходе плановых измерений зачастую проверяют первичные параметры: сопротивление изоляции, шлейфа, асимметрию. Зачастую для этих работ достаточно мостового измерителя.

Ремонтно-восстановительные работы – это более трудоемкий процесс, требующий хорошей подготовки специалистов и широкого спектра оборудования. Локализация дефекта требует выполнения следующих действий:

Определение наличия дефекта и его идентификация (вода в кабеле, обрыв пары или жилы, повреждение изоляции, короткое замыкание, переходные наводки, шумы, перепутанные пары, параллельные отводы и др.)

Определение расстояния до дефекта (при помощи мостового или рефлектометрического метода).

Локализация повреждения на местности при помощи трассодефектоискателей или кабельных локаторов.

Определение наличия дефекта в кабеле и его идентификация

Чаще всего для определения наличия повреждения и идентификации его типа применяются те же измерения, что и в ходе плановых измерений. Для проведения таких измерений используются кабельные мосты, мегомметры, измерители сопротивления заземления.

Однако в ряде случаев имеют место множественные дефекты (несколько разнотипных дефектов одновременно). В этом случае сложно определить, какое из них вносит наибольший вклад, так как они маскируют друг друга. Для определения таких неисправностей требуется не только измерение первичных параметров кабеля, но и вторичных: перекрестных наводок, наведенных шумов, затухания и т.д. В таких случаях ремонтная бригада должна быть оснащена несколькими приборами: кабельный мост, мегомметр, анализатор шумов и помех, измеритель затухания. Существуют, конечно, и комплексные анализаторы, которые совмещают в одном корпусе множество функций. Так, для работы с абонентскими телефонными линиями в последнее время часто используются кабельные анализаторы Greenlee SideKick Plus, Riser Bond 6000DSL и др.

Они позволяют измерить все первичные и вторичные параметры кабельной линии, подать тональный сигнал для идентификации пары на обратном конце, локализовать повреждение рефлектометрическим и мостовым методом и даже проанализировать качество ADSL/VDSL канала, сымитировав абонентский модем.

Этапы поиска разрыва кабеля под землей

Поиск обрыва кабеля в земле проводится в 2 этапа:

при помощи специальных приборов находят участок повреждения;
уточняют конкретную область разрыва.

Для начала при помощи мегаомметра необходимо замерить сопротивление изоляции в течение одной минуты. Если показатель ниже нормы, то прибегают к испытаниям кабельных линий повышенным напряжением.

Мегаомметр

Выбор метода нахождения места повреждения КЛ зависит от характера дефекта и от величины переходного сопротивления. Трёхфазная линия КЛ подвержена таким видам повреждений:

замыкание на землю одной, двух или всех трёх жил;
соединение проводов друг с другом;
обрыв жил без заземления;
заплывающий пробой, проявляющийся в форме короткого замыкания.

Для снижения переходного сопротивления могут использоваться генератор высокой частоты или кенотрон. Но процесс этот в каждом случае может проходить по-разному: в большинстве случаев уже через 20 секунд сопротивление снижается до десятков Ом. В муфтах этот процесс может длиться несколько часов.

Когда зона дефекта обнаружена, переходят к поиску конкретного места обрыва. Для увеличения эффективности пользуются сразу несколькими методами поиска с одного конца кабеля, либо применяют одну методику, но движутся сразу с двух концов одновременно.

Подготовка кабеля к поиску повреждения

Все методы указания места повреждения кабельной линии успешно работают только в случае, когда сопротивление между поврежденными жилами равно нулю. Наличие сопротивления изоляции в сотни Ом уже делает невозможным измерение расстояния до повреждения или применение акустического метода поиска. В случае обрыва жил без замыкания между ними задача еще более затрудняется.

Поэтому, как ни странно это звучит, но повреждение необходимо развить до такой степени, чтобы оно было полным. Мультиметр, подключенный между поврежденными жилами, должен показать ноль. А между оборванными жилами нужно создать контактное соединение.

Для этого используются установки прожига. Работают они так: в кабель между поврежденными жилами подается высокое напряжение (порядка 4 – 10 кВ). в результате возникает пробой изоляции, через место повреждения протекает ток, а напряжение на выходе установки автоматически снижается. При этом ток, выдаваемый установкой прожига, автоматически (или вручную) увеличивается. В месте повреждения плавится изоляция, разогревается и плавится металл. Процесс продолжают до тех пор, пока ток не достигнет максимальной величины.

Пульт управления установкой прожига

При повреждениях в эпоксидных кабельных муфтах или в случае пробоя изоляции при высоких напряжениях (больших, чем рабочее напряжение линии) прожиг затруднен. Расплавленная изоляция после остывания вновь заливает междуфазный промежуток.

Методы поиска повреждения кабеля

Специалисты нашей электролаборатории владеют всеми возможными методами поиска повреждения кабеля в земле. Мы даём гарантию, что обрыв будет найден в кратчайший срок и устранён без вреда для кабельной линии и вашего оборудования. В своей работе мы используем:

Импульсный метод. Мы подаём специальный зондирующий импульс переменного тока, который отразится от места дефекта. Замерив интервал времени и зная скорость распространения импульса 160м/мкс, мы находим место дефекта.
Метод колебательного разряда. От кенотронной испытательной установки подаётся напряжение, плавно увеличивающееся до величины пробоя. Период колебаний даёт возможность определить расстояние до точки разрыва.
Метод петли — используется «мост» постоянного тока.

Метод петли (схема).

Ёмкостный метод — замеряем ёмкость оборванной линии и находим разрыв индукционным, акустическим методом либо методом накладывания рамки.
Индукционный метод с использованием приёмочной рамки позволяет установить глубину, на которой заложен поврежденный кабель.
Акустический метод основан на прослушивании звуковых колебаний после подачи искрового заряда.
Метод накладной рамки позволяет прослушивать сигналы от поля пары токов: в месте повреждения сигнал будет монотонным

Поиск обрыва скрытой проводки в бетонной стене

Базовое предложение на поиск места повреждения силовых кабелей, проложенных в земле

Базовое предложение на поиск места повреждения подходит для всех типов силовых кабелей, проложенных в земле и кабельных каналах. Под определением места повреждения кабеля, проложенного в земле, понимают поиск точки на поверхности, под которым искомое повреждение находится.

Поиск места повреждения кабеля

Описание: Поиск места повреждения силового кабеля напряжением до 10 кВ, проложенного в земле с оформлением Протокола определения места повреждения и принятием Решения по составу земляных работ, необходимых для его ремонта

Примечание: Оформляемый Протокол определения места повреждения кабельной линии заверяется круглой печатью электролаборатории и выдается Заказчику непосредственно на месте проведения работ. При необходимости, возможна последующая обработка — перенос данных Протокола ОМП на геоподоснову, спутниковый снимок и пр.

Исходные данные: Доступ к одному из концов поврежденного кабеля, доступ к трассе прокладки кабельной линии (желательно наличие плана прокладки). На противоположном конце жилы должны быть разомкнуты

Стоимость: 15000 RUB

Операции, выполняемые электролабораторией после вскрытия траншеи, носят название подтверждение места повреждения кабеля и в Базовое предложение не входят.

В оказании услуги поиска места повреждения КЛ-0,4/10 кВ существует важный нюанс:

Убедиться в том, что повреждение находится именно там, где указала электролаборатория можно только после вскрытия кабельной трассы, что само по себе требует времени и денег.

Первостепенное значение здесь имеет вопрос — Требуется ли открытие Ордера на проведение земляных работ.

Методики определения повреждения кабеля в земле

Поиск проблемной зоны на всей протяженности линии.
Поиск места аварии на установленном участке трассы.

В виду отличий этих двух этапов, сами методы отыскания различаются и бывают:

относительными (дистанционными) – к ним относятся импульсный и петлевой метод;
абсолютными (топографическими) – акустический, индукционный и метод шагового напряжения.

Что же, рассмотрим все методы по порядку.

Импульсный метод

Инструкция по использованию рефлектометра ИСКРА-3М

Метод петли

Вычислить расстояние до точки, в которой возник обрыв, можно по следующей формуле:

R1 – сопротивление, которое подключается к целой жиле;
R2 – сопротивление, которое подключается к жиле с обрывом;
L – длина кабеля до места повреждения;
Lк – длина всего проводника.

Акустический метод

Пример поиска поврежденной линии акустическим способом предоставлен на видео:

Применение акустического прибора

Метод шагового напряжения

Индукционный метод

На видео ниже наглядно демонстрируется нахождение аварийного участка прожигом:

Прожиг кабельной линии

Прочность бетона на сжатие: класс на растяжение при изгибе, таблица в мпа

Прочность бетона на сжатие традиционно считается одним из основных показателей, характеризующих свойства бетона. Данный параметр выражается в двух понятиях – классе и марке бетона, которые учитываются при выборе смеси для реализации тех или иных работ, выступают главными из технических характеристик, чрезвычайно важны для гарантии способности застывшего монолита выдерживать определенные нагрузки, что сказывается на прочности, надежности, долговечности.

Определенный класс бетона по прочности на сжатие маркируется буквой В и определенной цифрой, демонстрирует так называемую кубиковую прочность (когда образец в форме куба сжимают под прессом и фиксируют отметку, на которой он разрушается). Считается давление в МПа, предполагает вероятность разрушения при указанном показателе максимум 5 единиц из 100 испытуемых. Регламентируется СНиП 2.03.01-84.

Прочность бетона (МПа) может быть разной – классы дифференцируются в пределах 3.5-80 (всего существует 21 вид). Самыми популярными стали около десятка смесей с классами В15 и В20, В25 и В39, В40. Любой класс приравнивается к соответствующей ему марке (аналогичным образом правило работает наоборот). Значение прочности бетона в МПа (класс) чаще всего указывается в проектной документации, а вот поставщики реализуют смеси с указанием марки.

Марка бетона обозначается буквой М и цифровым индексом в диапазоне 50-1000. Регламентируется ГОСТом 26633-91, соответствует определенным классам, допустимым считается отклонение прочности максимум на 13.5%. Для марки бетона основными требованиями являются объем/качество цемента в составе. В свою очередь, марка обозначается в кгс/см2, определение марки возможно после полного застывания и затвердевания смеси (то есть, минимум через 28 суток после заливки).

Чем выше цифра в индексах класса и марки, тем более прочным будет бетон и тем выше его стоимость (как при покупке уже готового раствора, так и при самостоятельном замесе за счет большего объема цемента и более высокой его марки).

С учетом вышеизложенных фактов основная задача мастера – определить идеальные характеристики для раствора с учетом сферы использования и предполагаемых нагрузок. Ведь приготовление слишком прочного бетона приведет к неоправданным расходам, недостаточно прочного – к разрушению конструкции. Обычно средняя прочность бетона для тех или иных работ, конструкций указывается в ГОСТах, СНиПах – эти значения и берут за ориентир.

Теплоизоляционные смеси – от В0.5 до В2.
Конструкционно-теплоизоляционный раствор – от В2.5 до В10.
Смеси конструкционные – от В12.5 до В40.
Особые бетоны для усиленных конструкций – выше В45.

Методы и испытания бетона на прочность

Для определения марки и класса бетона используют разнообразные методы – все они относятся к категориям разрушающих и неразрушающих. Первая группа предполагает проведение испытаний в условиях лаборатории посредством механического воздействия на образцы, которые были залиты из контрольной смеси и полностью выстояны в указанные сроки.

Воздействие ударом.
Разрушение частичное.
Исследование с использованием ультразвука.

Ударное воздействие может быть разным – самым примитивным считается ударный импульс, который фиксирует динамическое воздействие в энергетическом эквиваленте. Упругий отскок определяет параметры твердости монолита в момент отскока бойка ударной установки.

Также используется метод пластической деформации, который предполагает обработку исследуемого участка особой аппаратурой, которая оставляет на монолите отпечатки определенной глубины (по ним и определяют степень прочности).

Частичное разрушение также может быть разным – скол, отрыв и комбинация данных способов. Если для испытаний используется метод скола, то ребро изделия подвергают особому скользящему воздействию для откалывания части и определения прочности. Отрыв предполагает использование специального клеящего состава, которым на поверхности крепят металлический диск и потом отрывают. При комбинировании данных способов анкерное устройство крепят на монолит, а потом отрывают.

Когда используется ультразвуковое исследование, применяют специальный прибор, способный измерить скорость прохождения ультразвуковых волн, проникающих в монолит. Основное преимущество данной технологии – она позволяет изучать не только поверхность, но и внутреннюю структуру бетона. Правда, в процессе исследований велика вероятность погрешности.

Контроль прочности бетона

Для того, чтобы бетонный раствор точно соответствовал указанным параметрам и выдерживал нагрузки, за его качеством следят еще на этапе приготовления. Прежде, чем готовить смесь, обязательно изучают рецепт, требования к компонентам и их пропорциям.

Соответствие используемого цемента указанным в рецепте маркам – так, для приготовления бетона М300 точно не подойдет цемент М100, даже при условии его большого объема. Чем выше число рядом с буквой М в маркировке цемента, тем более прочным получится раствор.
Объем жидкости в растворе – чем больше воды в смеси, тем активнее влага испаряется в процессе высыхания и может провоцировать появление пустот, когда идет затвердевание.
Качество и фракция наполнителей – шероховатые частицы неправильной формы обеспечивают наиболее крепкое сцепление ингредиентов в составе бетона, что в процессе твердения дает требуемый результат в виде высокой прочности. Грязный наполнитель может понизить характеристики бетона по прочности на растяжение и сжатие.

Тщательность смешивания компонентов на всех стадиях приготовления раствора – по технологии раствор замешивается в исправной бетономешалке или на производстве в течение длительного времени.
Квалификация работников – также играет важную роль, так как даже при условии применения качественной смеси В20, к примеру, прочность может быть снижена из-за неправильной укладки, отсутствия уплотнения (вибрация обеспечивает повышение прочности бетона на 30%).
Условия застывания и эксплуатации – лучше всего, когда бетон застывает и приобретает твердость при температуре воздуха +15-25 градусов и высокой влажности. В таком случае можно говорить о точном соответствии монолита его марке – если был залит бетон В15, то и демонстрировать будет его технические характеристики.

Прочность бетона: таблица

Бетон по прочности на растяжение, при изгибе, воздействии других нагрузок демонстрирует определенные значения. Далеко не всегда они соответствуют указанным в ГОСТе и проектной документации, часто есть погрешность, которая может быть губительной для монолита и всей конструкции или же не оказывать никакого воздействия.

Виды прочности, касающиеся марки бетона и его качества: на сжатие и изгиб, осевое растяжение, а также передаточная прочность. Бетон напоминает камень – прочность на сжатие бетона обычно намного выше, чем на растяжение. Поэтому основной критерий прочности монолита – его способность выдерживать определенную нагрузку при сжатии. Это самый значимый и важный показатель.

Так, к примеру, показатели бетона В25 (класс прочности) и марки М350: средняя стойкость к сжатию до 350 кгс/м2 или до 25 МПа. Реальные значения обычно чуть ниже, так как на прочность оказывают влияние множество факторов. У бетона В30 будут соответствующие показатели и т.д.

Чтобы определить данные показатели, создают специальные кубы-образцы, дают им застыть, а затем отправляют под лабораторный пресс специальной конструкции. Давление постепенно увеличивают и фиксируют в момент, когда образец треснул или рассыпался.

Именно по прошествии 28 суток бетон достигает показателя расчетной/проектной прочности по марке. Прочность на сжатие – самый точный показатель механических свойств монолита, его стойкости к нагрузкам. Это своеобразная граница уже затвердевшего бетона к воздействующему на него механическому усилию в кгс/м2. Самая большая прочность у бетона М800/М900, самая низкая – у М15.

Прочность на изгиб повышается при увеличении индекса марки. Обычно показатели изгиба/растяжения ниже, чем нагрузочная способность. Молодой бетон демонстрирует значение в районе 1/20, старый – 1/8. Данный параметр учитывается на проектном этапе строительства. Способ определения: из бетона заливают брус 120х15х15 сантиметров, дают затвердеть, потом устанавливают на подпорки (расстояние между ними 1 метр), в центре помещают нагрузку, увеличивая ее постепенно, пока образец на разрушится.

L – расстояние между подпорками;
Р – маса нагрузки и образца;
Н, b, h – ширина/высота сечения бруса.

Прочность считается в Btb и обозначается цифрой в диапазоне 0.4-8.

Осевое растяжение в процессе проектирования учитывают редко. Этот параметр важен для определения способности монолита не покрываться трещинами при ощутимых перепадах влажности воздуха, температуры. Растяжение представляет собой некоторую составляющую, взятую от прочности на изгиб. Определяется сложно, часто образцы балок растягивают на специальном оборудовании. Актуально значение для бетона, который используется в сферах, исключающих возможность появления трещин.

Передаточная прочность – это нормируемое значение прочности бетонного монолита напряженных элементов при передаче на него силы натяжения армирующих элементов. Данный показатель предусматривается нормативными документами, ТУ для разных видов изделий. Обычно назначают минимум 70% проектной марки, многое зависит от свойств арматуры.

Прочность бетона на 7 и 28 сутки: ГОСТ, таблица

Бетоны бывают разными. Как правило, все виды по маркам и классам делят на легкие, обычные и тяжелые (часто последние две группы объединяют, так как все обычные бетоны считаются тяжелыми).

Таблица в МПа

Прочность бетона – самый важный показатель, который напрямую влияет на все остальные технические характеристики материала, сферу применения, способность выдерживать предполагаемые нагрузки. Поэтому в процессе выбора марки и класса стоит учитывать СНиП и ГОСТы, а при проверке материала на соответствие уделять внимание результатам исследования и соответствующим документам.

Прочность бетона на сжатие

Бетонные и железобетонные конструкции должны с запасом выдерживать расчетные нагрузки. На этапе их проектирования важно выбрать материал с подходящими физико-механическими характеристиками, в число которых входит сопротивление бетона осевому сжатию. Все виды бетонов классифицированы согласно показателю прочности.

Прочность бетона
Методы определения прочности
Разрушающий способ
Неразрушающий способ
Классификация и применение бетонов
Заключение

Прочность бетона

Прочность бетона – это ключевой показатель несущей способности бетона. Ее вычисляют экспериментальным путем, определяя предел материала на сжатие – максимальный предел нагрузки, в результате которой образец начинает разрушаться.

Под расчетным сопротивлением бетона осевому сжатию подразумевают его показатель стойкости нагружающим воздействиям. Данный показатель связан с нормативными параметрами и применяется в ходе проектировочных расчетов.

До 2003 года проектировщики опирались на марки материала, но затем была введена новая классификация. Марка бетона на сжатие обозначается литерой «М» и обозначает предел прочности, выраженный в кгс/см 2 , а класс бетона обозначается буквой «В» и выражается в МПа.

Разница заключается не только в единицах измерения. Основным различием классификаций служит гарантия подтверждения прочности материала. Марка указывает на среднее значение, а класс бетона на сжатие гарантирует, что в 95% случаев тестирования указанная прочность обеспечивается, и риск отклонения от нормативных показателей составляет не более 5%.

Класс бетона по прочности	Марка бетона	Средняя прочность бетона данного класса (кгс/см 2 )
В7,5	М100	98
В10	М150	131
В12,5	М150	164
В15	М200	196
В20	М250	262
В22,5	М300	302
В25	М350	327
В30	М400	393

Действующие нормативы отражены в СП 52−101−2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры». Современная классификация помогает проектировать бетонные и железобетонные конструкции с оптимальными характеристиками.

Использование средних показателей прочности (марка бетона) несет в себе риск, что реальные характеристики материала окажутся ниже расчетных. Если же средние показатели использовать в качестве наименьших, для перестраховки, приходится увеличивать размеры бетонной конструкции, что ведет к ее заметному удорожанию.

Методы определения прочности

Определить осевое сжатие бетона можно двумя способами. В обоих случаях требуется сертифицированное поверенное оборудование.

Разрушающий способ

Для проведения испытаний требуется:

пресс;
штангенциркуль;
лабораторные весы;
3-5 заранее подготовленных образцов из испытуемой партии – кубиков бетона со сторонами 100 мм.

Образцы должны быть очищены от загрязнений и иметь абсолютно ровные грани. Их поочередно устанавливают на пресс и подвергают нагрузке, фиксируя в протоколе максимальный показатель, при котором каждый из образцов начинает разрушаться. По результатам определяется среднее фактическое значение и сравнивается с нормативным и проектным показателем.

Читайте также: Папье маше своими руками

Данный метод в обязательном порядке применяется на заводах, изготовляющих ЖБИ и на строительных площадках. Лабораторные исследования разрушающим способом наиболее достоверны, полученные значения учитываются конструкторами и архитекторами.

Неразрушающий способ

Использование специального устройства позволяет проводить испытания бетона на сжатие в ситуации, когда нет возможности применить предыдущий метод. Электронный измеритель применяется для тестирования материала на месте, методом ударного импульса проверяют следующие характеристики готовых конструкций:

прочность;
плотность;
упруго-пластические свойства.

Данный способ регламентируется ГОСТом 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

Классификация и применение бетонов

Рассмотрим, как показатели сопротивления бетона сжатию влияют на сферу применения материала. В перечне указывается класс бетона и ближайшая к нему марка прочности:

В0,35-B2,5 (М5-М35) – подготовительные работы, конструкции без несущей нагрузки;
В3,5-B5 (М50-М75) – подбетонка под монолитные фундаменты, обустройство подушки и установки бордюров в дорожном строительстве;
В7,5 (М100) – аналогично предыдущему материалу, а также обустройство дорожек и отмосток, изготовление дорожных плит, заливка фундаментов, возведение малоэтажных построек;
B10-В12,5 (М150) – изготовление конструктивных элементов (перемычек и т.д.), строительство малоэтажных построек (до 3 этажей);
прочность бетона на сжатие В15 -В22,5 (М200-М300) – фундаменты, монолитные лестницы, площадки, подпорные стены, строительство монолитных зданий высотой до 10 этажей;
прочность бетона на сжатие В25 -В30 (М350-М400) – монолитные фундаменты, чаши бассейнов, иные ответственные конструкции, строительство монолитных зданий высотой около 30 этажей, изготовление ЖБК для монтажа свайно-ростверковых фундаментных оснований, балок, колонн и других ЖБИ, многопустотных плит перекрытий, аэродромных плит для эксплуатации с экстремальными нагрузками.
B35 (М450) – гидротехнические сооружения (в том числе дамбы и плотины), мостовые конструкции, изготовление ЖБИ и ЖБК со спецтребованиями к прочности, обустройство банковских хранилищ;
B40 (М550) – использование аналогично предыдущему материалу, в просторечии именуется «бетон 500»;
B45-В60 (М600-М800) – также применяется для строительства объектов и изготовления ЖБК со спецтребованиями.

Для создания монолитных конструкций, изготовления ЖБК и ЖБИ наиболее широко используются бетоны с прочностью на сжатие В30, В25, В15.

Заключение

Расчет бетона на сжатие – обязательный этап проектирования конструкций. Прочность материала зависит от ряда факторов, включая:

качество, характеристики, набор и соотношение компонентов;
условия изготовления конструкций;
соблюдение технологии и т.д.

После изготовления ЖБК, ЖБИ или набора прочности монолитных конструкций важно проверить фактическую прочность материала.

Прочность бетона

Классы бетона по прочности

Основная классификация бетона базируется именно на этой характеристике. Марка М15 отличается самой низкой прочностью, М800 наоборот самой высокой. Такая система дает возможность заранее спрогнозировать поведение той или иной марки, и выбрать материал, который будет полностью соответствовать расчетным нагрузкам.

Например, легкие ограждения и теплоизоляционные перегородки могут выполняться из марок М15-М50, М100-150 оптимальны для укладки монолитных оснований, а для ответственных ЖБ сооружений используют бетон не ниже М300.

Сегодня широко применяется также классификация бетона по прочности на сжатие В1 – В22. Различаются эти системы тем, что марки бетона рассчитываются по среднему, а классы по гарантированному фактическому значению прочности. Разрабатывая инженерно-проектную документацию, специалисты, как правило, оперируют понятием классов В. Среди строителей и в быту более понятной и привычной считается система марок.

Легко разобраться в соотношениях марок и классов можно, воспользовавшись следующей таблицой “Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов по прочности на сжатие”:

Соотношение прочности бетона, соответствующих марок и классов бетона по прочности на сжатие

Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие	Условия марка бетона*, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие
Марка бетона по прочности на сжатие	Класс бетона по прочности на сжатие	Бетон всех видов, кроме ячеистого	Отличия от марки бетона (в %)	Ячеситый бетон	Отличие от марки бетона (в %)
М 15	В 1	–	–	14,47	-3,5
М 25	В 1,5	–	–	21,7	-13,2
М 25	В 2	–	–	28,94	15,7
М 35	В 2,5	32,74	-6,5	36,17	3,3
М 50	В 3,5	45,84	-8,1	50,64	1,3
М 75	В 5	65,48	-12,7	72,34	-3,5
М 100	В 7,5	98,23	-1,8	108,51	8,5
М 150	В 10	130,97	-12,7	72,34	-3,55
М 150	В 12,5	163,71	9,1	180,85	–
М 200	В 15	196,45	-1,8	217,02	–
М 250	В 20	261,93	4,8	–	–
М 300	В 22,5	294,68	-1,8	–	–
М 300	В 25	327,42	9,1	–	–
М 350	В 25	327,42	-6,45	–	–
М 350	В 27,5	360,18	2,9	–	–
М 400	В 30	392,9	-1,8	–	–
М 450	В 35	459,39	1,9	–	–
М 500	В 40	523,87	4,8	–	–
М 600	В 45	589,35	1,8	–	–
М 700	В 50	654,84	-6,45	–	–
М 700	В 55	720,32	2,9	–	–
М 800	В 60	785,81	-1,8	–	–
*Условная марка бетона – среднее значение прочности бетона серии образцов (кгс/см 2 ), приведенной к прочности образца базового размера куба с ребром 15 см, при номинальном значении коэффицента вариации прочности бетона.

От чего зависит прочность бетона

При выполнении любых строительно-монтажных работ очень важно соблюдать все условия, влияющие на прочность бетона в будущем сооружении. Основные факторы, задающие прочностные характеристики бетону:

Качество цемента. Из более прочного, быстро твердеющего и качественного цемента получается бетон с аналогичными показателями;
Объем цемента. Его количество на один кубометр должно быть таким, чтобы не оставалось пустот в песке, щебне или другом заполнителе. Образованию пустот способствует также и избыточное количество жидкости, которая при засыхании испаряется и понижает прочность бетона;
Заполнитель. От того, насколько качественный наполнитель напрямую зависит прочность готового материала. Однородность, чистота и правильная геометрическая форма гранул значительно упрочняют бетон;
Замешивание. Чем дольше и интенсивней замешивание, тем прочнее будет конечный результат;
Соблюдение правил и норм укладки смеси. Работая с цементным раствором, важно четко придерживаться технологии его нанесения. Использование специальных профессиональных вибраторов способно на 20-30% увеличить прочность бетона.

Методика определения прочности бетона

При промышленном производстве бетона или ЖБИ проводятся лабораторные исследования, выясняющие точную прочность бетона. Методы определения прочности регламентируются ГОСТами и СНиПами. Различают методы разрушающего и неразрушающего контроля. Первые считаются более точными, но их далеко не всегда можно применить на практике.

Связано это с тем, что разрушающие испытания требуют наличия анализируемого образца, извлечь который без нарушения целостности конструкции не представляется возможным. Поэтому чаще используют неразрушающие способы, основывающиеся на анализе показаний измерительных приборов.

Основные методы неразрушающего контроля

Анализ пластической деформации. Стальной шарик ударяется с поверхностью, оставляя на ней отпечаток. На измерении его размеров основывается вычисление прочности. Способ считается самым старым, дешевым и одновременно популярным. Зачастую испытания ведутся с помощью специального инструмента – молотка Кашкарова;
Определение упругого отскока. Определяется при помощи склерометра. При ударе рабочего тела по поверхности измеряется величина возвратного отскока;
Энергия удара. Это самый распространенный импульсный метод, использующийся в приборах, выпускаемых отечественными производителями;
Отрыв со сколом. Определяется уровень усилия, которое нужно приложить для отрыва анкера из куска бетона. Полученные показатели вписываются в паспорт на бетон.

Для готовых конструкций, которые эксплуатировались в определенный промежуток времени, используют ультразвуковой контроль прочности. Принцип измерения основан на определении скорости распространения ультразвуковой волны сквозь материал. Для этого с двух противоположных сторон устанавливают специальные преобразователи, передающие акустический контакт.

По существующим отечественным нормативам организации, изготавливающие бетон, должны использовать разрушающий контроль для проверки каждой партии на прочность. Застывший образец устанавливается под пресс и постепенно разрушается. Полученный показатель измеряется в кгс/см 2 и определяет основную марку материала.

Прочность бетона на сжатие

Когда перед человеком возникает вопрос о покупке бетонной смеси или готового изделия, то в первую очередь он задумывается о качестве продукции, ведь это напрямую связано с безопасностью строительного сооружения.

Определение понятия прочности бетона: марка и класс

Основополагающей характеристикой бетона является его показатель прочности, который выражается в виде класса и марки.

Для выполнения необходимых задач в строительстве пользуются соответствующими классами. Так, для гидросооружений нужен один класс, а при бетонировании фундамента под одноэтажный дом – другой.

Марка бетона «М» выражает усреднённые значения прочности, единицы измерения – кгс/см 2 , класс бетона обозначается литерой «В» и выражается в МПа. Разница между этими двумя понятиями выражается не только в виде буквы и единицы измерения.

Главное отличие заключается в том, что марка указывает на среднюю величину предела прочности, а класс – на точные значения, расхождение составляет меньше 5%. Для сложных расчётов используют класс бетона, т. к. с применением марки возникает риск ошибки, при котором настоящие показатели окажутся меньше расчётных. Например, в характеристиках указывается М100 и В7,5. Расшифровывается это так: точное усилие, необходимое для разрушения, составит 7,5 МПа, а обобщенная нагрузка равна 100 кгс/см 2 , т. е. фактически эта цифра может быть и 105, и 103,6, и 93, и 97,2 и пр.

Класс и марка бетона по прочности на сжатие по ГОСТ

Таблица 1 – Сравнительная характеристика бетонов разных классов и марок

Документы, которые применяются при определении прочности

Требуемая прочность жёстко регулируется. Есть в наличии несколько основных документов для вычисления этой характеристики:

ГОСТ 10180-2012 – применяется для образцов из готовой бетонной смеси;
ГОСТ 28570-2019 – рассчитан для бетонных образцов;
ГОСТ 22690-2015 – для крупных сооружений без создания проб-образцов.

Способы определения прочности: испытание бетона на сжатие

Существует два метода:

разрушающий;
неразрушающий.

При первом способе измеряют минимальные усилия, приложенные для поломки кубов и цилиндров, которые вырезают, выпиливают или выбуривают из целых изделий. Скорость увеличения силы нагрузки при этом постоянна. После выполнения испытания вычисляется итоговое значение таких усилий.

При втором способе нахождения требуемого показателя воздействуют механически на заданное место (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок). Точка приложения прибора не должна быть на краю или напротив арматуры. Далее находят результат по выраженной градации.

Рассчитывать на полную правдивость не стоит, имеется погрешность до 10 % для каждого из видов проверок.

Как выбирают образцы при разрушающем методе

Пробы из бетонной смеси.

Для испытаний приготавливают образцы кубической и цилиндрической формы. Эталонным считается куб с длинной грани 150 мм.

Все экземпляры создают в специальных формах, перед использованием конструкции смазывают маслом. Далее наполнят её бетонной смесью и уплотняют.
Утрамбовывают при помощи штыкования стальным стержнем, виброплощадки или глубинного вибратора.
Через сутки все затвердевшие образцы достают и размещают в боксе с нормальными условиями (влажность – 95%, температура – +20 °С). Иногда заготовки размещают в водной среде или в автоклаве.

Образцы из готовых бетонных изделий.

Экземпляры для проверки прочности получают методом вырубки, выпиливания или выбуривания из целых изделий. В месте отбора не должно быть арматуры в точке, где извлечение не понесёт за собой снижение несущей способности. Пробы делают вдали от стыков и края изделия. Образцы извлекают из средней части пробы как на рисунке.

Предварительная подготовка к испытаниям

Прежде чем приступить непосредственно к испытаниям, все образцы измеряют и осматривают – нет ли трещин, сколов, рытвин. Если имеются скалывания более 10 мм, рытвины диаметром 10 мм и более и глубиной от 5 мм, образцы выбраковывают.

Также производят обмеры на наличие линейной погрешности, несоответствие перпендикулярности близлежащих граней, смещения от прямолинейности и плоскостности. Если обнаружены такие недочёты, грани и плоскости подвергают шлифованию или выравнивают быстротвердеющим веществом толщиной не больше 5 мм.

Как образцы бетона проходят испытания

Все приготовленные образцы одной группы испытывают на прочность в течение одного часа. Силовое нагружение производят не прерываясь, с постоянной скоростью увеличения нагрузки до разрушения. При этом, время от начала нагружения до его окончания – не меньше 30 с.

Во время проверки пользуются специальными строительными стендами:

образцы кладут на нижнюю плиту пресса по центру;
после совмещают верхнюю плиту и экземпляр, чтобы они находились плотно друг к другу;
далее подают силовую нагрузку со скоростью 0,6±0,2 МПа/с.

Расчёты испытаний: формула

Прочность бетона на сжатие (R, МПа) считают с погрешностью до 0,1 МПа по формуле:

Обозначения:

F – максимальная сила, Н;
A – площадь грани под нагрузкой, мм;
α – масштабный коэффициент, который приводит прочность к эталонной;
K_W – коэффициент, необходимый для ячеистого бетона, учитывающий влажность образцов.

Коэффициенты высчитывались экспериментально и представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Масштабный коэффициент α

K_W = 1, исключение – ячеистый бетон, его можно найти в таблице ГОСТа 10180.

Показатель прочности бетона рассчитывают как среднее арифметическое от прочности всех образцов, участвовавших в проверке: если образцов 3, то среднее арифметическое значение двух образцов с высшей прочностью.

Показатель прочности на сжатие – это такой показатель, который невозможно подделать. Проверку этой характеристики выполняют только аккредитованные лаборатории и строительные организации, которые сами подвергаются неоднократным проверкам – у них есть лицензии, подтверждающие право на выполнение тех или иных работ.

Прочность бетона на сжатие

Прочность бетона на сжатие (в МПа) – пожалуй, основное требование, предъявляемое к этому твердому стройматериалу. В соответствии с ее значениями бетону присваивается определенная марка. Например, обозначение «бетон м 200» указывает на то, что по истечении 28 дней после изготовления его твердость при сжатии соответствует 200 кгс/см², в МПа – 19.6

Методы и испытания бетона на прочность.

Методы испытания бетона на прочность различны. Так, науке известны разрушающий и неразрушающий метод.

Испытание бетона на прочность в первом случае происходит в лабораторных условиях путем механического воздействия на опытные образцы, выдержанные установленный срок после затвердения. Разрушение является самым точным способом исследования прочностных критериев. Это обязательный эксперимент перед вводом сооружения в строй.

Неразрушающий способ предполагает:

Ударное воздействие.
Частичное разрушение.
Ультразвуковое обследование.

Различают три типа ударного воздействия:

ударный импульс;
упругий отскок;
пластическую деформацию.

Первый – довольно примитивный прием, заключающийся в фиксации динамического воздействия в энергетическом эквиваленте. Второй – еще более прост: при отскоке бойка ударной установки определяются параметры твердости бетона. Суть третьей – обработка испытуемого участка особой аппаратурой, по глубине оставленных отпечатков судят о степени прочности.

Известны такие виды частичного разрушения:

скол;
отрыв;
скол с отрывом.

В ходе первой категории испытаний ребро изделия подвергается скользящему воздействию с целью откалывания его части. Во втором случае посредством специального клеящего вещества на поверхности закрепляется металлический диск, а затем отрывается. В третьем на конструкции закрепляется анкерное устройство с его дальнейшим отрывом.

При методе ультразвукового обследования измеряется скорость ультразвуковых волн, которые проникают в бетонную толщу. Плюс технологии заключается в ее способности изучать как поверхность, так и внутреннее тело бетона. Минус – большая погрешность получаемых данных.

Контроль прочности бетона.

Контроль предусматривает учет и проверку следующих факторов:

Марки цементного порошка и объема жидкости. Чем выше число, тем прочнее субстанция. Чем весомее доля воды в смеси, тем она хрупче, ведь тем большее количество влаги потом испаряется при высыхании и образуется пустот в затвердевшем изделии.
Качества и фактуры наполнителей. Неправильная угловатая конфигурация и шероховатость частиц щебня дает оптимальный контакт между ними и цементным тестом с последующим обеспечением повышенной прочности. Грязный наполнитель снижает сцепление, ухудшая прочность.
Тщательности перемешивания. Приготовление смеси согласно технологии должно производиться только в исправном миксере (бетономешалке) в течение определенного количества времени при соответствующем режиме функционирования. Создание продукции в иных условиях существенно снижает прочностные характеристики.
Квалификации персонала, правильности методов укладки бетонной массы (непрерывного или прерывистого) и обработки поверхности бетонного стыка.
Вибропрессования. Уплотненная вибраторами смесь обладает на 30% большим запасом прочности, нежели без уплотнения.
Времени службы. Набор прочности бетона продолжается в течение нескольких последующих лет.
Условий службы строительного материала. Наилучший показатель прочности приобретается в процессе затвердевания в сырой либо водной среде. А вот кристаллизация в сухой горячей атмосфере в итоге влечет формирование структуры низкосортного бетона. Пониженная температура замедляет образование прочностных свойств.