Прочность бетона – основная характеристика, по которой устанавливают способность бетонной или железобетонной конструкции выдерживать проектные нагрузки. Бетон набирает необходимую прочность постепенно в процессе твердения. 
Поэтому очень важно определять с высокой точностью значение прочности этого материала перед использованием изделий или конструкций в строительстве. Для определения прочности бетона используют два способа: исследование образца материала разрушающим методом и испытание качества бетона неразрушающим.
Испытание разрушающим методом заключается в отборе образцов выпиливанием или выбуриванием из тела конструкции. Затем каждый образец подвергается максимальному сжатию до разрушения с помощью специального лабораторного пресса, оснащенного измерительными приборами. Этот метод используется редко, так как трудоемок, требует дорогостоящего оборудования, при исследовании конструкция получает повреждения. К тому же каждый образец материала должен твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция.
Неразрушающий метод, напротив, не требует больших затрат, отбора образцов материала, и позволяет получить результаты испытаний с достаточной точностью, при этом бетон конструкций не подвергается повреждениям.
Виды испытаний
Неразрушающий метод контроля качества бетона подразделяется на две группы испытаний: прямых и косвенных. Прямые в свою очередь делятся на три вида:
- с помощью отрыва металлических дисков;
- посредством отрыва со скалыванием;
- методом скалывания ребра.
Косвенный неразрушающий контроль прочности бетона осуществляется с помощью следующих исследований:
- ультразвукового способа;
- метода упругого отскока;
- способа воздействия на бетон ударного импульса;
- метода пластической деформации.
Прямые виды испытаний
Испытание неразрушающим методом отрыва металлических дисков заключается в измерении напряжения, возникающего при отрыве от поверхности бетонной конструкции стального диска из стали. На основании результатов производится расчет прочности с учетом площадей диска и используемой площади конструкции. Следует указать, что этот способ используется редко из-за повышенной трудоемкости и невозможности применения для густоармированных конструкций. По результатам исследования неразрушающим способом составляется протокол, куда заносятся все полученные данные.
Неразрушающий вид испытаний методом отрыва со скалыванием состоит в измерении усилия, возникающего при отрыве специально установленного анкера из тела бетонной структуры. Величина усилия затем используется в расчете прочности, результаты исследований фиксируются в протоколе. Проверки этим способом характеризуются повышенной трудоемкостью, связанной с пробуриванием шпуров для установки анкера и невозможностью измерений прочности густоармированных конструкций и тонкостенных элементов.
Исследования методом скалывания ребра заключается в измерении усилия, которое необходимо для повреждения небольшого участка ребра конструкции и последующем расчете прочности бетона.
Косвенные виды испытаний бетона
С помощью ультразвука.
Неразрушающий способ исследований с помощью ультразвуковых волн осуществляется путем измерения скорости их прохождения сквозь тело конструкции. Генерация и регистрация волн ультразвука производится специальными приборами, оборудованными датчиками. Бетон исследуется не только близко к поверхности, но и по всей толще конструкций. При этом можно установить не только марку по прочности, но и выявить дефекты, образовавшиеся при бетонировании. 
Расчет фактической прочности осуществляется на основании установленной зависимости скорости прохождения волн и прочности определенных марок бетона. Результаты заносятся в протокол.
Методом упругого отскока.
Неразрушающий способ исследования посредством упругого отскока осуществляется с помощью специального ударного инструмента – склерометра или его разновидностей. Наиболее известным инструментом для измерений является склерометр (молоток) Шмидта. Склерометр оснащен пружиной и сферическим штампом. При ударе по поверхности происходит отскок ударника на определенное расстояние, которое фиксируется на специальной шкале и записывается в протоколе. Расчет фактической прочности материала производится на основании зависимости твердости поверхности и величины отскока штампа при ударе.
Методом ударного импульса.
Определение прочности посредством ударного импульса производится специальными приборами, оборудованными узлом измерения с подшипником качения. При ударе бойком прибора по поверхности конструкции происходит вращение подшипника под воздействием возникающей волны энергии. Величина ударного импульса вращения подшипника фиксируется прибором и выдается в виде готового результата единицы измерения прочности, которая записывается в протоколе проверок.
Методом пластической деформации.
Испытание неразрушающим способом пластической деформации осуществляется с помощью специальных инструментов – молотка Кашкарова и других приборов, способных оставлять отпечатки после ударного или вдавливающего воздействия. Молотком наносят удары по поверхности конструкции, измеряют глубину отпечатков и установленному соотношению размера отпечатка и твердости ударной части инструмента рассчитывают прочность материала.
Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона
| Неразрушающий метод |
Описание |
Особенности |
Недостатки |
| Отрыв со скалыванием |
Расчёт и оценка усилий вырывания анкера |
Наличие стандартных градировочных зависимостей |
Невозможность измерения сооружений с насыщенным армированием |
| Скалывание ребра |
Определение усилия откалывания угла бетонной конструкции |
Простота применения метода |
Не применим для бетонного слоя менее 2 см |
| Отрыв дисков |
Оценка усилия отрыва диска из металла |
Подходит при высокой армированности конструкций |
Необходимость наклейки дисков. Метод применяется редко |
| Ударный импульс |
Измерение энергии удара бойка |
Инструмент проведения диагностики – молоток Шмидта. Компактность и простота измерительного оборудования |
Невысокая точность оценки |
| Упругий отскок |
Измеряется путь ударного бойка склерометром Шмидта |
Доступность и простота диагностики |
Требования к подготовке поверхности контрольных участков высокие |
| Пластическая деформация |
Оценка параметров отпечатка удара специального шарика молотком Кашкарова |
Несложное оборудование |
Низкая точность результатов диагностики. |
| Ультразвуковой |
Измерение показателей колебаний ультразвука, пропущенного через бетон |
Возможность оценки глубинных слоёв бетона |
Необходимо высокое качество контрольной поверхности |
Неразрушающий контроль – основные характеристики
К сложным факторам контроля конструкций относятся химическое, термическое и атмоферное воздействие. Неразрушающие методы испытаний требуют тщательной подготовки поверхности.
Адгезия
Методика оценки измерения прочности без разрушения адгезионного контакта определена ГОСТ 28574-2014. Неразрушающий способ состоит в измерении ультразвуковых либо электромагнитных волн.
Метод проверки с использованием адгезиметра применяется в диагностике повреждения штукатурных, окрасочных, облицовочных и прочих покрытий, для контроля и оценки качества стройматериалов и антикоррозийных работ.
Устройство определяет интенсивность адгезии величиной давления отрыва, необходимого для отделения покрывающего слоя.
Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры
Защитный слой обеспечивает прочность сцепления арматуры, устраняет воздействие агрессивных реагентов, предохраняет бетон от излишней влажности и температурных перепадов при эксплуатации. Толщина слоя зависит от характеристик применяемой арматуры, условий применения и назначения конструкции.
Методика неразрушающего контроля определена ГОСТом 2290493. Поиск арматуры с определением диаметра осуществляется с использованием специальных устройств – локаторов.
Морозостойкость
Количество циклов замораживания и размораживания бетона определяет показатель морозостойкости. ГОСТами обозначены 11 марок по устойчивости к перепадам температур.
Количество допустимых переходов нулевой температурной отметки, после превышения которых начинается снижение характеристик прочности, указывается в маркировке.
Для контроля по показателю морозостойкости проводится испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость испытания невысока. Предъявляются повышенные квалификационные требования к исполнителям.
Влажность
Для получения достоверных результатов измерений влажности неразрушающим способом целесообразно применение различных способов. Устройства для определения показателей влажности основаны на взаимосвязи диэлектрической проницаемости конструкций и количестве содержащейся в них влаги.
Лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» оказывает услуги по испытанию строительных бетонов в Москве и области с выдачей соответствующих заключений и протоколов испытаний.
Измеритель ИПС-МГ4 работает в границах 3–100 МПа с точностью ±10% при относительной влажности и температуре воздуха, соответственно, не более 80% и от -10/20 до +40/50 °C. Прибор, считывающий ударный импульс, обладает 1 базовой и 9 индивидуальными градуировочными зависимостями. Состоит из электронного блока и склерометра. В первый входят:
Второй, представляющий собой преобразователь в виде пистолета, оснащается спусковым крючком, ударником и тремя опорными выступами. Соединяются блоки кабелем.
Определение прочности бетона механическим методом ударного импульса проводится на промежуточном этапе твердения и при достижении проектного возраста. Проводятся измерения косвенным обследованием по градуировочной зависимости параметров. Проверяется прочность двумя способами: одновременно испытываются контрольные образцы и реальные конструкции.
Основан метод на взаимосвязи между величиной ударного импульса и прочностью. При воздействии движущегося стержня на объект, перераспределяется кинетическая энергия. Создавая пластические деформации, одна ее часть поглощается конструкцией, другая – преобразуется в реактивную силу отскока. Прибор выдает правильные показатели, если испытуемый объект при воздействии остается статичным.
Для лабораторного определения прочности по ГОСТ 10180-2012 изготавливаются кубики 10×10×10 см. Исследование ведется на поверхностях по направлению бетонирования. Если грани шероховатые, предварительно применяется абразивный камень. Для обеспечения статичности образцы зажимаются в прессе: усилие составляет 30±5 кН.
Измеряемым параметром является скорость прохождения через бетонный слой ультразвукового сигнала. Толщина конструкции может быть от нескольких сантиметров до 10 метров в зависимости от типа применяемого оборудования. Принцип действия прибора похож на эхолот: специальные датчики измеряют время между запуском ультразвуковой волны и фиксацией отраженного сигнала, на основании которого вычисляется скорость ультразвука. Далее по известным графическим зависимостям определяется прочность. 
Кроме того, нельзя исключить риск некорректного отбора образцов, что ведет к искажению результатов.