В.П.СИЗОВ, д-р техн.наук, Сопоставление коэффициентов вариации по средней прочности бетона и частным результатам в серии
В 1975 г. в соответствии с ГОСТ 18105-72 был введен статистический контроль качества бетона. В основу его были положены коэффициент вариации Кв и марка бетона. Состав бетона подбирался при нормативном Г=13,5% и по марке бетона. В последующем при накоплении данных определялся фактический Квф и по нему назначалась расчетная прочность бетона. При стабильной однородности бетона Vф < Гвн, при низкой — VR > Гв В первом случае строители могли снижать марку бетона и экономить цемент, во втором — перерасходовать цемент и повышать прочность. Гв определялся по средней прочности бетона в серии.
В 1986 г. в СНиП 2.03.01-84 были введены классы бетона (В) вместо марок. Подбор составов бетона стал производиться не по марке бетона, а по его средней прочности по формуле
Как уже было упомянуто выше, коэффициенты вариации (Ув) по ГОСТ 18105-72 и СНиП 2.03.01-84 определяются по средней прочности бетона в серии. Однако полученные таким способом Ув намного меньше значений VB, вычисленных по частным результатам в серии (из 3 кубиков). В результате Ув и расчетная (средняя) прочность бетона занижаются. Снижается качество и долговечность бетона. Погоня за экономией цемента обусловила стремление строителей и ученых к снижению V . Однако с внедрением статконтроля прочность бетона не повышается.
Методика определения Ув подробно изложена в нормативных документах (в ГОСТах и технической литературе). Поэтому в этой статье все расчеты по определению этого показателя опускаются, и для подтверждения вышеизложенного данные по VB (в %) приводятся по средним и частным результатам в серии из 3 кубиков (см.табл. 2).
Из табл. 2 (пункт 1) следует, что коэффициенты вариации зависят от качества форм и метода определения VB. Например, Ув, определенный по средним результатам из трех кубиков в серии, равен 5,8, а по частным — 13,2%. Поэтому при Гф =5,8% расчетная прочность будет занижена. Например, для класса бетона В15 расчетная прочность (средняя) при Гвф=5,8% равна 16,9, при Гвф=13,2% — 19,5 МПа. Однако занижение прочности бетона может привести к его низкому качеству, снижению долговечности, а следовательно, и срока службы сооружений.
Из табл. 2 (пункт 2) видно, что Гвф, определенный по средним результатам из двух наибольших в серии, равен 5,6, а по частным — 7,4. Из приведенных данных следует, что Гф, определенный по частным результатам, больше, чем Гвф , определенный по средней прочности бетона. В то же время Г, приведенные выше, намного меньше Гвф =13,2%, определенного по частным результатам в серии из 3 кубиков.
Как следует из табл. 2 (пункт 3) при изготовлении кубиков в формах со шлифованными гранями коэффициенты уФ соответственно равны 4,94 и 5,4 даже при колебании прочности от 19,0 до 24,2 МПа. В то же время они намного меньше Гвф=13,2%. Поэтому расчетная (средняя) прочность будет занижена, что может привести к необоснованному занижению прочности и низкому качеству бетона. И такие факты имеются: разрушается мост в Лужниках, обрушился мост в г.Ве- ликий Устюг, разрушается бетон на отдельных участках кольцевой дороги, многие мосты на автодорогах требуют замены или ремонта.
Коэффициенты вариации, определенные по результатам испытания одного кубика с наименьшей прочностью (наибольшие результаты не учитываются), а также по средним результатам двух образцов с наименьшей и наибольшей прочностью (средний результат не учитывается), также являются заниженными и равны соответственно 6 и 6,6, что также намного меньше Гв =13,2%.
Из приведенных данных видно, что значение VB зависит от метода определения (по частным, средним, по двум наибольшим результатам из трех кубиков в серии) и качества форм. Например, VB, определенный по средним результатам из 3 кубиков в серии по средним результатам из двух наибольших по прочности кубиков, изготовленных в формах со шлифованными гранями, намного меньше V$ =13,2%. Из этого следует, что коэффициенты вариации не выявляют причину низкого качества бетона. Методика оценки качества не является универсальной, не позволяет судить, по какой причине снизилась прочность бетона.
Как известно, метод статистического контроля основывается на учете всех результатов (низких, средних и наибольших). Поэтому за единичный показатель должен, по нашему мнению, приниматься VB, определенный расчетом по частным результатам, но не по средней прочности в серии. Это позволит наиболее обоснованно назначать VB, расчетную (среднюю) прочность бетона и расход цемента на кубометр бетона. Все это позволит повысить качество бетона и долговечность сооружений.
Учитывая вышеизложенное, необходимо совершенствовать статконтроль, уточнить методику его выполнения, чтобы правильно определять и назначать среднюю (расчетную) прочность бетона. Следует также иметь в виду, что статконтроль сам по себе не обеспечивает повышение качества бетона. По значению VB можно только судить об уровне технологии бетона, но он не выявляет причину, по которой бетон оказался низкого или высокого качества.
Чтобы обеспечить высокое качество бетона, необходимо применять качественные заполнители и цемент, правильно назначать состав бетона, обеспечивать весовую дозировку составляющих, тщательное перемешивание и уплотнение бетонной смеси, своевременный уход за бетоном.
С введением классов марка бетона практически потеряла смысл. Средняя прочность практически не совпадает для данного класса с марками бетона. По нашему мнению, не следовало вводить классы, поскольку их появление только усложнило проблему. К слову сказать, классы были введены без широкого обсуждения научно-технической общественностью страны.
Сопоставление методов подбора составов бетона по маркам и классам рассмотрены в [1]. К сожалению, в ней допущены опечатки. В частности, переводной коэффициент от МПа к кгс/см2 в формулах, условных обозначениях и примерах приведен 0,0981 вместо 0,981. Итоговые результаты расчетов и данные по средней прочности бетона в таблице получены при 0,981. Анализ введенных классов по прочности бетона на сжатие и необоснованность их введения рассмотрены в [2, 3]. Изложение недостатков ГОСТ 18105-72 по статконтролю и предложения по их устранению содержатся в [4].
Бетон и железобетон, 1999 №1