Отбор, хранение и испытание кубов бетона

От автора

Как инженер, прошедший через десятки монолитных объектов, я вижу одну и ту же картину: прораб знает, что кубики надо залить. Но сколько, в какие формы, кто их привозит, где хранить и когда везти в лабораторию — на эти вопросы у половины участков ответы либо размытые, либо отсутствуют вовсе. В итоге отбор проб превращается в импровизацию, а импровизация в контроле качества недопустима.

Эта статья — практический разбор того, как организовать работу с контрольными образцами бетона на площадке. Конкретные цифры, конкретные сроки, конкретные действия.

Сколько кубиков заливать и как часто?

Это первый вопрос, на который у производителя работ (прораба) должен быть чёткий ответ до начала бетонирования. Порядок определяется СП 70.13330.2012 и уточняется проектом производства работ (ППР).

Для монолитных конструкций контрольные образцы отбираются не реже одной пробы на каждые 100 м³ уложенного бетона, но не менее одной пробы на каждый конструктивный элемент при объёме менее 100 м³. Если бетонирование идёт посменно — минимум одна проба за смену на каждый тип конструкции.

Из одной пробы бетона изготавливают контрольные образцы для разных сроков испытаний. Для стандартного контроля одной пробы обычно изготавливают 6 кубиков:

• 3 кубика для определения прочности в проектном возрасте (28 суток);
• 3 кубика для определения распалубочной прочности.

По ГОСТ 10180-2012 каждая группа образцов, предназначенная для испытаний в одном возрасте, считается отдельной серией. Таким образом, из одной пробы формируются две серии по 3 кубика каждая.

Если проект требует контроля в промежуточные сроки (например, 3, 7, 14 суток для разных этапов распалубки или нагружения), на каждый дополнительный срок изготавливают ещё по 3 кубика.

Для ответственных конструкций — колонн, ригелей, несущих стен высотных зданий — ППР и технологические карты могут устанавливать повышенную частоту отбора проб по сравнению с минимальными требованиями СП 70.13330.2012: например, проба на каждые 50 м³ вместо 100 м³, или проба на каждый ярус. Эти требования разрабатываются на этапе подготовки производства и закрепляются в техкартах, чтобы каждая бригада заранее знала объём контрольных работ для своего участка.

Где брать формы для кубиков и что это за инвентарь

Формы для контрольных образцов чаще всего выдаёт испытательная лаборатория, которая будет проводить испытания: она заинтересована в том, чтобы инвентарь был исправным, геометрически точным и соответствовал требованиям ГОСТ 10180-2012. На площадке формы хранятся у подрядчика — у инженера по качеству или прораба — и возвращаются лаборатории вместе с отформованными образцами при передаче на испытания.

Формы должны быть стальными или чугунными, с жёсткими стенками, без деформаций и вмятин. Стандартные размеры: куб 100×100×100 мм или 150×150×150 мм.

Перед каждым использованием формы очищаются от остатков предыдущего бетона и смазываются тонким слоем машинного масла или специальной разделительной смазки. Это критично: если бетон прилипнет к стенкам, при распалубке грани образца будут повреждены, и результат испытания исказится.

Отбор пробы: где и как

Проба берётся из середины порции бетонной смеси в момент её укладки в опалубку. Не из первого слива с лотка, не из остатков в миксере — именно из потока, идущего в конструкцию.

Современный монолит в подавляющем большинстве работает на подвижных и высокоподвижных смесях (П3–П5). Для таких смесей уплотнение в форме выполняется штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм: не менее 25 проколов на каждую грань куба. После штыкования по стенкам формы слегка постукивают деревянным молотком, чтобы вывести воздушные пузырьки, и верхнюю грань заглаживают кельмой заподлицо с бортом.

Отдельный вопрос — маркировка. Формы — инвентарь многоразовый, поэтому писать на них несмываемым маркером нельзя: через десяток заливок борта покроются слоем старых и новых надписей, и рано или поздно это приведёт к ошибке чтения. Бирка, приложенная к форме, тоже ненадёжна: она никак не жёстко связана с образцом, может отвалиться, намокнуть или перепутаться при перевозке. Самый надёжный носитель информации — сам образец. Сразу после заглаживания верхней грани, по свежеуложенному и уплотнённому бетону, маркировку нацарапывают острым предметом — гвоздём, чертилкой, стержнем: дату, номер пробы, оси или обозначение элемента. Надпись твердеет вместе с бетоном и остаётся читаемой на всех этапах: при распалубке образца, хранении и испытании. Те же данные дублируются в журнале отбора проб — это документная связка.

Журнал отбора проб: связка образца с конструкцией

Нацарапанная на кубе маркировка — это только половина идентификации. Вторая половина — журнал отбора проб, который ведётся на участке ответственным за отбор. Именно этот документ превращает лабораторный протокол из набора цифр в информацию о конкретной конструкции.

На каждую пробу в журнале фиксируется: дата и время отбора, номер поставки бетона по ТТН, класс бетона, конструктивный элемент — оси, отметки, ярус или захватка, куда укладывается партия, объём уложенной партии, количество изготовленных образцов и их назначение (28 суток, распалубка, промежуточные сроки), а также место хранения образцов на площадке — ящик нормального твердения или тепляк рядом с конструкцией. Отдельными графами проставляются планируемая дата испытания и фактическая дата передачи образцов в лабораторию.

Такой журнал решает две практические задачи. Первая — привязка: когда протокол возвращается из лаборатории, инженер открывает журнал и за минуту определяет, какому элементу и какой партии соответствует результат. Без этой связки с осями и отметками протокол повисает в воздухе, а исполнительные схемы приходится восстанавливать по памяти. Вторая — контроль сроков: графа с планируемыми датами испытаний работает как напоминание. Прораб видит, что распалубочная серия для колонн по осям 5–7 должна уйти в лабораторию к седьмым суткам, и не пропускает дату.

Записи в журнале отбора проб должны сходиться с записями в журнале бетонных работ: те же партии, те же оси, те же объёмы. Именно по сопоставлению этих двух документов строительный контроль проверяет полноту контроля качества. Если в журнале бетонных работ есть запись об укладке 60 м³ колонн, а в журнале отбора проб по этой партии нет ни одной серии — это пробел, который виден сразу, а не на сдаче конструкции.

Хранение: конкретные условия и сроки

Это тот этап, где на площадке чаще всего не делают ничего из того, что нужно. Идеал (камера влажного хранения) есть только у крупных подрядчиков. У всех остальных — бытовка, вагончик или угол под навесом.

Первые 24 часа образцы остаются в формах. Формы должны стоять в месте, защищённом от прямых солнечных лучей, ветра, дождя и вибрации. Температура окружающего воздуха — не ниже +5 °C. Если бетонирование идёт зимой, формы размещаются в утеплённом помещении или в тепляке рядом с конструкцией, но не под прямым потоком тепловой пушки.

Через 24 часа (допускается до 48 часов при пониженных температурах) образцы распалубливаются. Далее потоки расходятся:

Кубики для проектной прочности (28 суток) хранятся в условиях нормального твердения. Это температура 20±2 °C и относительная влажность не менее 95%. На площадке это достигается так: кубики помещаются в деревянный или пластиковый ящик, дно которого выстлано влажными опилками или мокрой мешковиной. Ящик закрывается крышкой или плёнкой. Раз в сутки опилки или мешковина увлажняются. Кубики не должны лежать на открытом солнце, на ветру или под дождём.

Кубики для распалубочной прочности хранятся строго в тех же условиях, что и конструкция. Если колонна стоит в опалубке на открытом воздухе — кубики лежат рядом, укрытые тем же материалом, что и опалубка. Если применяется электропрогрев в тепляке — кубики находятся в тепляке, но экранированы от прямого потока горячего воздуха. Смысл в том, чтобы термодинамика твердения кубика совпадала с термодинамикой массива бетона в конструкции.

Критично: не кладите кубики друг на друга в первые сутки — даже через прокладку они деформируются под собственным весом.

Когда передавать кубики в лабораторию

Распалубочные кубики (3 шт. из пробы) передаются в лабораторию и испытываются в том возрасте, который соответствует сроку распалубки конструкции. Обычно это 3, 7 или 14 суток в зависимости от условий твердения и требований проекта. Прораб отслеживает этот срок по графикам производства работ и по журналу отбора проб и направляет образцы в лабораторию заранее, чтобы результат был получен к моменту распалубки.

Кубики для проектной прочности (3 шт. из пробы) передаются в лабораторию ближе к 28-дневному сроку (допускается испытание в возрасте 28±2 суток). До этого момента они хранятся на площадке в ящике нормального твердения. На крупных объектах, где есть своя лабораторная камера, кубики могут быть переданы туда сразу после распалубки.

При передаче в лабораторию оформляется сопроводительный документ: дата и время отбора, оси и отметки конструкции, номер ТТН, класс бетона, условия хранения на площадке. Без этого лаборатория не сможет корректно интерпретировать результат.

Лабораторный этап

В лаборатории образец осматривают, при необходимости выравнивают опорные грани. Устанавливают на плиту пресса строго по центру, прикладывают нагрузку непрерывно со скоростью 0,3–0,5 МПа/с. Фиксируют разрушающую нагрузку и характер разрушения. Результат заносится в протокол, который привязывается к конкретной серии и конкретной конструкции.

Источники

• ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».
• ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия».
• СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции». Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87 (с Изменениями № 1, 3–7, актуальная редакция от 06.02.2025).