Неразрушающий контроль бетона: методы измерения, проверки

Содержание
  1. Неразрушающие технологии контроля прочности бетона
  2. Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012
  3. Порядок проведения испытаний на растяжение
  4. Технология определения прочности
  5. Метод отрыва
  6. Отрыв со скалыванием
  7. Скалывание ребра
  8. Ультразвуковое определение
  9. Изучение молотком Кашкарова
  10. Способ отскока
  11. Ультразвуковой метод исследования бетона
  12. Приложения и ограничения ультразвука в бетоне 
  13. Неразрушающий контроль бетона, виды существующего оборудования
  14. Прямые виды испытаний
  15. Неразрушающий контроль – основные характеристики
  16. Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры
  17. Метод отскока молота
  18. Ограничения и преимущества
  19. Адгезия
  20. Приборы для проверки прочности бетона
  21. Контроль прочности бетона методом скалывания ребра
  22. Порядок проведения испытаний на сжатие
  23. Преимущества и задачи неразрушающего контроля
  24. Отрыв со сколом как наиболее оптимальный метод
  25. Морозостойкость
  26. Косвенные виды испытаний бетона
  27. Качество бетона и импульсная скорость при проведении неразрушающего м
  28. Как определить прочность бетона?
  29. Разрушающие методы
  30. Неразрушающие прямые
  31. Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона

Неразрушающие технологии контроля прочности бетона

Испытание бетона неразрушающим методом предполагает оценку состояния бетонных конструкций через анализ различных факторов, что влияют на прочность, диаметр арматуры, толщину защитного слоя, влажность, теплопроводность, адгезию и т.д. Особенно актуален данный тип исследований в случаях, когда не известны характеристики бетонного монолита и арматуры, а вот объемы контроля большие.

Указанная группа методов позволяет выполнять исследования как в условиях лаборатории, так и непосредственно на строительной площадке и даже в процессе эксплуатации.

Главные преимущества неразрушающего контроля:

  • Сохранение целостности конструкции, которая проверяется.
  • Возможность избежать необходимости организовывать лабораторную оценку непосредственно на строительном объекте.
  • Полное сохранение эксплуатационных свойств зданий и сооружений.
  • Достаточно широкая сфера применения.

Несмотря на то, что методов и способов исследования жидкого и застывшего бетона очень много, характеристик также немало, основным свойством и показателем является прочность. Именно от прочности зависят сфера применения и условия эксплуатации, надежность и долговечность конструкции. Так, например, если бетон будет морозостойким и пластичным при заливке, с лучшими разноплановыми характеристиками, но недостаточно прочным для выдерживания проектных нагрузок, здание просто обрушится.

как проводят проверку прочности бетона

Прочность – определяющий фактор бетона и проверять ее нужно очень тщательно. Все испытания проводят на базе ГОСТов: 22690-2015, 17624-2012 (процедура обследований), 18105-2010 (описаны общие правила проверки). Использование неразрушающих методов предполагает применение механических способов (вдавливание, скол, отрыв, удар) и ультразвукового исследования.

Исследование неразрушающего контроля бетона осуществляется по графику, обязательно в установленном проектом возрасте или же по необходимости. Благодаря исследованиям удается оценить отпускную/распалубочную прочность, сравнить полученные реальные показатели свойств материала с паспортными.

Используемые методы неразрушающего контроля:

  1. Прямые (местные разрушения) – скалывание ребра, выполнение отрыва со скалыванием, отрыв диска из металла.
  2. Косвенные – упругий отскок, ударный импульс, использование пластической деформации, а также метод ультразвукового исследования.

Местные разрушения условно относятся к неразрушающим методам. Их главный плюс – достоверность и точность результатов. Испытания регламентирует ГОСТ 22690-2015.

методы неразрушающего контроля прочности бетона

Прямые неразрушающие методы контроля прочности бетона:

  • Отрыв со скалыванием – оценивается усилие, нужное для разрушения бетона в процессе вырывания из него анкера. Из преимуществ стоит отметить высокий уровень точности, наличие градуировочных зависимостей по ГОСТу, из недостатков – невозможность применять для оценки густоармированных и тонкостенных сооружений, трудоемкость.
  • Скалывание ребра – измеряется усилие, нужное для скалывания бетона в углу конструкции. Обычно способ используют для выявления прочности линейных сооружений (колонны квадратного сечения, сваи, опорные балки). Главные плюсы метода – простота реализации, отсутствие необходимости в предварительной подготовке, минусы – не применяется для бетона слоем больше 2 сантиметров и поврежденного монолита.
  • Отрыв металлического диска – фиксируют усилие, разрушающее бетон в момент отрыва от него диска из металла. Метод использовали часто в советское время, сегодня практически не применяют из-за наличия ограничений в плане температурного режима. Достоинства: можно проверять густоармированные конструкции, низкий уровень трудоемкости, недостатки – необходимость в предварительной подготовке (диски клеят на поверхность бетонного монолита за 3-24 часа до начала проверки).

неразрушающий контроль прочности бетона

Главные недостатки местных разрушений для измерения прочности бетона – необходимость рассчитывать глубину пролегания арматуры, высокая трудоемкость, частичное повреждение поверхности монолита, что может (пусть и несущественно) влиять на эксплуатационные свойства.

Методы ударно-импульсного воздействия более производительны, но проверяют лишь верхний слой бетона толщиной в 25-30 миллиметров, поэтому их применение ограничено. Поверхность нужно зачистить, удалить поврежденный слой, привести градуированные зависимости приборов в полное соответствие с фактической прочностью монолита по результатам испытаний в прессе контрольных партий.

Для измерения прочности бетона часто используют метод ударного импульса – наиболее распространенный вариант, который дает возможность выявить класс бетона, выполняя исследования под различными углами к поверхности, с учетом упругости и пластичности материала.

определение класса прочности бетона молотком шмидта

Боек со сферическим ударником благодаря пружине ударяется о поверхность бетона, при этом энергия удара тратится на его деформацию, появляется лунка (пластические деформации) и реактивная сила (упругие деформации).

Электромеханический преобразователь механическую энергию выполненного удара превращает в электрический импульс, реальные результаты получают в единицах определения прочности на сжатие. Для исследований используют молоток Шмидта.

Преимущества метода: простота, компактное оборудование, возможность установить класс материала, недостатки – низкая точность из-за определения прочности слоя до 5 сантиметров.
Приборы для определения прочностных характеристик бетона
Особенности метода упругого отскока:

  • В испытаниях используют склерометры – специальные пружинные молотки со сферическими штампами. За счет системы пружин реализуется свободный отскок после удара. Фиксация пути ударника при отскоке осуществляется по шкале со стрелкой.
  • Прочность материала определяют по градуированным кривым, учитывающим положение молотка, ведь величина отскока напрямую зависит от направления.
  • Средний показатель исследований считают по данным 5-10 выполненных измерений, между местами ударов расстояние должно быть равно минимум 3 сантиметрам.
  • Диапазон измерений методов – 5-50 МПа, используются специальные приборы.
  • Главные преимущества: простота/скорость исследований, возможность оценить прочность густоармированных изделий. Недостатки: определение прочности бетона реализуется в поверхностном слое глубиной 2-3 сантиметра, проверки нужно делать часто и много.

Проверка прочности бетона методом пластической деформации – самый дешевый способ, определяющий твердость поверхности бетона измерением следа, оставленного стальным стержнем/шариком, что встроен в молоток. Молоток располагают в перпендикулярной плоскости поверхности монолита, делают пару ударов. Отпечатки на бетоне и бойке измеряют. Полученные данные фиксируют, ищут среднее значение, по полученному соотношению размеров отпечатков определяют характеристики бетонной поверхности.

методы контроля прочности бетона

Прибор для исследований способом пластических деформаций работает на вдавливании штампа ударом или статическим давлением. Редко применяют устройства статических давлений, чаще используются приборы ударного действия (пружинные/ручные молотки, маятниковые устройства с дисковым/шариковым штампом).

Выдвигаются такие требования: диаметр шарика минимум 1 сантиметр, твердость стали штампов хотя бы HRC60, диск толщиной минимум 1 миллиметр, энергия удара 125 Н и более. Метод простой, подходит для густоармированных конструкций, быстрый, но используется для определения прочности бетона марки максимум М500.

Кроме того, есть и другие методы неразрушающего контроля – инфракрасные, акустические, вибрационные, способ электрического потенциала и т.д. Но они используются реже, базовыми считаются ударный импульс, отрыв со скалыванием, ультразвук.

Самым сложным считается контроль конструкций, на которые воздействуют агрессивные среды (химические в виде кислот, солей, масел, термические в формате высоких/низких температур, атмосферные – карбонизация верхнего слоя).

При проведении обследования простукиванием и визуально, смачиванием раствором фенолфталеина ищут слой с нарушенной структурой, удаляют его на участке для контроля, зачищают наждачной бумагой. Потом определяют прочность способами отбора образцов или местных разрушений. В случае использования ультразвуковых и ударно-импульсных приборов шероховатость поверхности монолита должна быть максимум Ra 25.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Ультразвуковой метод проверки прочности бетона заключается в регистрации скорости прохождения волн сквозь монолит. Есть сквозное ультразвуковое прозвучивание с установкой датчиков с разных сторон касательно тестируемого образца, а также поверхностное с креплением датчиков по одной стороне. Метод сквозной дает возможность контролировать прочность не только поверхностных, но и глубоких слоев конструкции.

Ультразвуковые приборы контроля используют для дефектоскопии, проверки качества бетонирования, выявления глубины залегания арматуры в бетоне и самого монолита. Устройства дают возможность многократно исследовать разные формы, осуществлять непрерывный контроль снижения/нарастания прочности.

На зависимость между марочной прочностью бетона и скоростью прохождения ультразвука влияют состав и объем наполнителя, расход вяжущего, метод приготовления бетонного раствора, степень его уплотнения. Главный недостаток метода – существенная погрешность в результатах исследования.

С учетом высокой скорости прохождения ультразвука в монолите материала (около 4500 м/с), градуировочная зависимость скорости волны и прочности бетона считается для каждого испытуемого состава предварительно. Использование двух градуированных зависимостей в отношении конкретного бетона и непонятного состава может дать большую ошибку.

Основной особенностью проверки прочности бетона неразрушающим ультразвуковым методом является возможность осуществлять массовые исследования изделий любой формы многократно, эффективно вести непрерывный контроль нарастания/снижения прочности конструкции в онлайн-режиме.

виды испытаний бетона неразрушающим методом

Порядок проведения испытаний на растяжение

Для производства испытаний на растяжение потребуется приготовить образец вытянутой формы типа призмы. Этот образец помещают в специальный прибор в горизонтальном положении, далее на середину образца оказывается силовое воздействие с нарастанием нагрузки. Шаг оказываемого воздействия на образец – 0,5 МПа/с.

Фиксация результата происходит после разрушения структуры бетона в центральной части образца.

Методы проверки бетона на прочность

Технология определения прочности

Метод отрыва

Принцип данного способа базируется на измерении усилия, которое необходимо приложить для отрыва участка цементной конструкции. Отрывающую нагрузку используют к ровной поверхности цементной конструкции. Для этого к ней приклеивается стальной диск, который при помощи тяги соединяется с измерительным прибором.

Диск приклеивают при помощи клея на эпоксидной смоле. ГОСТ 22690-88 рекомендует применять клей ЭД20 с цементным наполнителем. Действительно, в наше время существуют качественные двухкомпонентные клеи.

Данная технология подразумевает приклеивание диска без дополнительных мер по ограничению участка отрыва. Что касается площади отрыва, то она непостоянная и определяется по окончании каждого опробования.

Действительно, в зарубежной практике участок отрыва предварительно ограничивается бороздой, делаемой кольцевыми сверлами. В этом случае площадь отрыва постоянная и узнаваемая.

По окончании определения нужного для отрыва усилия, получают устойчивость материала к растяжению.

По нему, при помощи эмпирической зависимости вычисляют прочность на сжатие при помощи таковой формулы – Rbt = 0,5?(R^2 ), где:

  • Rbt – прочность на растяжение.
  • R – прочность на сжатие.

Для изучения бетона способом отрыва используются те же устройства, что и для способа отрыва со скалыванием, это:

  • ПИБ;
  • ОНИКС-ОС;
  • ПОС-50МГ4;
  • ГПНС-5;
  • ГПНВ-5.

Обратите внимание! Дабы выполнить опробование, кроме этого пригодится захватное устройство, в частности – диск с закрепленной на нем тягой.

Отрыв со скалыванием

Данный метод имеет большое количество неспециализированного с вышеописанным способом. Главное его отличие содержится в методе монтажа устройства к цементной конструкции. Дабы приложить к ней отрывающее усилие используют лепестковые анкеры, каковые смогут быть различных размеров.

Анкеры вставляются в отверстия, пробуренные в области измерения. Как и в прошлом случае, прибор измеряет разрушающее усилие.

Вычисление прочности на сжатие осуществляется при помощи зависимости, выраженной формулой — R=m1*m2*P, где:

  • m1 обозначает коэффициент большого размера большого наполнителя;
  • m2 обозначает коэффициент перехода к прочности на сжатие. Он зависит от условий вида бетона, и условий комплекта прочности.
  • P – разрушающее усилие, полученное в следствии изучений.

У нас данный способ есть одним из наиболее популярных, поскольку он достаточно универсальный. Он предоставляет возможность выполнить опробование на любом участке конструкции, поскольку не требует наличия ровной поверхности. Помимо этого, закрепить лепестковый анкер своими руками в толще бетона очень просто.

Действительно, имеются и кое-какие ограничения, каковые заключаются в следующих моментах:

  • Густое армирование конструкции – в этом случае измерения будут недостоверными.
  • Толщина конструкции – она должна быть вдвое больше длины анкера.

Скалывание ребра

Данная технология есть последним прямым способом неразрушающей проверки контроля. Основной ее изюминкой есть определение усилия, которое прикладывается для скалывания участка бетона, расположенного на ребре конструкции.

Конструкция прибора, который возможно установить на цементное изделие с одним внешним углом, была создана недавно. Монтаж устройства к одной из сторон осуществляется при помощи анкера с дюбелем.

По окончании получения данных с прибора, определяют прочность на сжатие по следующей нормированной зависимости, выраженной формулой — R=0,058*m*(30P+P2), где:

  • m – коэффициент, учитывает крупность заполнителя.
  • P — усилие, приложенное для скалывания бетона.

Ультразвуковое определение

Ультразвуковой способ определения прочности бетона основан на взаимосвязи между скоростью распространения и прочностью материала в нем ультразвуковых волн.

Причем существует две градуировочные зависимости:

  • Времени распространения волн ультразвука и прочности материала.
  • Скорости распространения волн ультразвука и прочности материала.

Любой метод рекомендован для определенного типа конструкций:

  • Сквозное прозвучивание в поперечном направлении – используют для линейных сборных конструкций. При таких изучениях устройства устанавливают с двух сторон испытываемой конструкции.
  • Поверхностное прозвучивание – используют для изучения ребристых, плоских, многопустотных плиты перекрытия и стеновых панелей. В этом случае устройство устанавливается лишь с одной стороны конструкции.

Для обеспечения качественного акустического контакта между испытываемой конструкцией и ультразвуковым преобразователем, используют вязкие материалы, к примеру, солидол. Кроме этого распространен «сухой контакт», но в этом случае применяют конусные насадки и протекторы.

Устройства для ультразвукового изучения складываются из двух основных элементов:

  • Датчиков;
  • Электронного блока.

Датчики смогут быть:

  • Раздельными – для сквозного прозвучивания.
  • Объединенными – предназначенные для поверхностного прозвучивания.

К преимуществам данного метода проверки относится простота и универсальность.

Изучение молотком Кашкарова

Процесс опробование бетона молотком Кашкарова регламентирован ГОСТом 22690.2-77. Данный метод применяют для определения прочности материала в диапазоне 5-50 МПа.

Инструкция по изучению бетона данным способом выглядит следующим образом:

  • Сначала подыскивается ровный участок конструкции.
  • В случае если на его поверхности имеется шероховатость либо краска, то нужно выполнить зачистку участка железной щеткой.
  • После этого на поверхность бетона направляться положить копировальную бумагу и сверху лист простой белой бумаги.
  • Потом по цементной поверхности наносится удар молотком Кашкарова средней силы перпендикулярно к плоскости бетона. В следствии удара остается два отпечатка – на эталонном стержне и листе бумаги.
  • Затем железный стержень сдвигается не меньше чем на 10 мм и наносится еще удар. Для большей точности изучения, процедуру необходимо повторить пара раз.
  • После этого направляться измерить отпечатки на эталонном стержне и бумаге с точностью до 0,1 мм.
  • Измерив отпечатки, направляться сложить раздельно диаметры, полученные на бумаге, и диаметры на эталонном стержне.

Косвенным параметром прочности бетона есть средняя величина отношения отпечатков на эталонном стержне и на бетоне.

Способ отскока

Данный метод изучения есть наиболее несложным. Опробование выполняется при помощи особого электронного прибора. В нем имеется молоток, вдавливающий шарик в бетон. Электроника определяет прочность материала по отскоку шарика по окончании вдавливания.

Для опробования бетона нужно упереть устройство в цементную поверхность и надавить соответствующую кнопку. Результаты высвечиваются на экране прибора. Нужно заявить, что фактически так же происходит процесс опробования материала при помощи устройства ударно-импульсного типа.

Вот и все основные методы определения качества бетона, каковые значительно чаще используются в современном постройке.

Ультразвуковой метод исследования бетона

В настоящее время ультразвуковой метод измерения скорости импульса является единственным методом такого типа, который демонстрирует потенциал для испытания прочности бетона на месте. Он измеряет время прохождения ультразвукового импульса, проходящего через бетон.

Основные конструктивные особенности всех имеющихся в продаже приборов очень похожи, они состоят из генератора импульсов и приемника импульсов.

Импульсы генерируются ударно-возбуждающими пьезоэлектрическими кристаллами с аналогичными кристаллами, используемыми в приемнике. Время прохождения импульса через бетон измеряется электронными измерительными цепями.

ультразвуковой метод
ультразвуковой метод

Тесты скорости импульса могут быть выполнены как на лабораторных образцах, так и на готовых бетонных конструкциях, но некоторые факторы влияют на измерение:

  1. Должен быть ровный контакт с тестируемой поверхностью; Обязательная среда, такая как тонкий слой масла.
  2. Желательно, чтобы длина пути составляла не менее 30 см, чтобы избежать любых ошибок, вызванных неоднородностью.
  3. Следует признать, что при температуре ниже нуля происходит увеличение частоты импульса вследствие замерзания воды; — от 5 до 30 ° C скорости импульса не зависят от температуры.
  4. Наличие арматурной стали в бетоне заметно влияет на скорость импульса. Поэтому желательно и часто обязательно выбирать пути прохождения импульсов, которые исключают влияние арматурной стали, или вносить поправки, если сталь находится на пути прохождения импульсов.

Приложения и ограничения ультразвука в бетоне 

Метод измерения скорости импульса (ультразвуковой метод) является идеальным инструментом для определения однородности бетона. Его можно использовать как на существующих, так и на строящихся сооружениях.

Обычно, если большие различия в скорости импульса обнаруживаются внутри конструкции без видимой причины, есть веские основания полагать, что имеется дефектный или поврежденный бетон.

Показания высокой скорости импульса, как правило, свидетельствуют о хорошем качестве бетона. Общее соотношение между качеством бетона и скоростью импульса приведено в табл.

Неразрушающий контроль бетона, виды существующего оборудования

В соответствии с их использованием неразрушающее оборудование может быть сгруппировано следующим образом:

  1. Оценка прочности бетона
  2. Оценка и мониторинг коррозии
  3. Обнаружение дефектов в бетонной конструкции
  4. Лабораторные тесты

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.

Неразрушающий контроль – основные характеристики

К сложным факторам контроля конструкций относятся химическое, термическое и атмоферное воздействие. Неразрушающие методы испытаний требуют тщательной подготовки поверхности.

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.

Метод отскока молота

Отбойный молоток Шмидта — это твердомер поверхности, для которого была установлена ​​эмпирическая корреляция между прочностью и силой (числом) отскока.

молоток шмидта

Единственным известным инструментом, использующим принцип отскока для испытания бетона, является молоток Шмидта, который весит около 1,8 кг и подходит как для лабораторных, так и для полевых работ. Он состоит из пружинной молотковой массы, которая скользит по поршню внутри трубчатого корпуса.

Молоток прижимается к поверхности бетона пружиной, а расстояние отскока измеряется по шкале. Поверхность испытания может быть горизонтальной, вертикальной или под любым углом, но прибор должен быть откалиброван в этом положении.

Калибровка может быть выполнена с помощью цилиндров (6 на 12 дюймов) из того же цемента и заполнителя, которые будут использоваться в работе. Цилиндры бетона должны быть закрыты и надежно удерживаться в компрессионной машине для испытания прочности бетона. И только после того когда несколько измерений взяты среднее значение представляет прочность бетона на сжатие.

Ограничения и преимущества

молотки шмидта

Молот Шмидта обеспечивает недорогой, простой и быстрый метод получения показателя прочности бетона, но точность в пределах ± 15–20% возможна только для образцов, отвержденных и испытанных в условиях, для которых были установлены калибровочные кривые.

На результаты влияют такие факторы, как гладкость поверхности, размер и форма образца, влажность бетона, тип бетона и крупного заполнителя, а также степень карбонизации 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.

Приборы для проверки прочности бетона

Для контроля качества бетона на стройплощадке используют разное оборудование. Наиболее востребованы:

  • измерители прочности электронного, механического или ультразвукового типа;
  • анализаторы твердости;
  • анализаторы состояния защитного слоя.

При выборе оборудования рекомендуется обращать внимание на характеристики устройств, доступность и наличие сертификатов. Заказывать неразрушающий контроль бетона нужно у профессионалов, которые гарантируют получение надежных результатов в короткий срок.

Контроль прочности бетона методом скалывания ребра

Последним прямым методом неразрушающего контроля является модификация метода отрыва — метод скалывания ребра. Основное отличие заключается в том, что прочность бетона определяют по усилию (Р), необходимому для скалывания участка конструкции, расположенному на внешнем ребре. В нашей стране долгое время выпускались приборы типа ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол, конструкция которых предполагала обязательное наличие двух рядом расположенных внешних углов конструкции. Захваты прибора подобно струбцине крепились на испытываемый элемент, после чего через захватывающее устройство прилагалось усилие к одному из ребер конструкции. Таким образом, испытание можно было проводить только на линейных элементах (колонны, ригели) или в проемах на краях плоских элементов (стены, перекрытия). Несколько лет назад была разработана конструкция прибора, которая позволяет устанавливать его на испытываемый элемент с наличием только одного внешнего ребра. Закрепление осуществляется к одной из поверхностей испытываемого элемента при помощи анкера с дюбелем. Данное изобретение несколько расширило диапазон применения прибора, но одновременно с этим уничтожило основное преимущество метода скалывания, которое заключалось в отсутствии необходимости сверления и потребности в источнике электроэнергии.

Прочность бетона на сжатие при использовании метода скалывания ребра определяется по нормированной зависимости:

Форм 4

где m — коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.

Таблица 2. Сравнительные характеристики прямых методов неразрушающего контроля

ПреимуществаМетод
Отрыв Отрыв со скалыванием Скалывание ребра
Определение прочности бетонов классом более В60 +
Возможность установки на неровную поверхность
бетона (неровности более 5 мм)
+
Возможность установки на плоский участок
конструкции (без наличия ребра)
+ +
Отсутствие потребности в источнике
электроснабжения для установки
+* +
Быстрое время установки + +
Работа при низких температурах воздуха + +
Наличие в современных стандартах + +
* без свердения борозды, ограничивающей участок отрыва

Для наглядности сравнения характеристики прямых методов контроля представлены в табл. 2.

Поданным, приведенным в таблице, видно, что наибольшим числом преимуществ характеризуется метод отрыва со скалыванием.

Однако, несмотря на возможность применения данного метода по указаниям норм без построения частной градуировочной зависимости, у многих специалистов возникает вопрос о точности получаемых результатов и соответствии их прочности бетона, определяемой методом испытания образцов. Для исследования этого вопроса, а также сопоставления результатов измерений, полученных прямым методом, с результатами измерений косвенными методами проведен эксперимент, описанный далее.

Порядок проведения испытаний на сжатие

Данный способ испытания позволяет определить марку материала. Для проведения испытания отливают кубики из бетона, применяемого в строительстве, или вырезают образцы из уже отлитого изделия. Размер кубиков для испытания бетона варьируется от 100 до 300 мм по грани. Помимо кубической формы, образцы можно изготавливать в виде цилиндров или призм.

При отливке образцов в лабораторных условиях, используют вибростол, чтобы смесь получила максимальную плотность. Испытания проводятся на 3, 7 и 28 сутки после приобретения образцом прочности. Основные испытания проводят на 28 день после полного набора прочности материала.

Образец помещают под пресс, который давит на кубик с мощностью в 140 кгс/м2 с шагом в 3,5 кгс/м2. Вектор силы строго перпендикулярен основанию образца. По показаниям определяется возможность сопротивления материала сжатию, и в протокол испытания записывается марка бетона.

Преимущества и задачи неразрушающего контроля

К основным преимуществам неразрушающего контроля бетона при оценке его эксплуатационных характеристик относят:

  • Сохранение целостности строительных конструкций.
  • Универсальность методов.
  • Минимальное влияние на эксплуатационные характеристики сооружений.
  • Для заказчика – возможность отказаться от содержания собственной испытательной лаборатории.

Стоит добавить несколько слов об универсальности неразрушающего контроля. Используемые нами методики и оборудование позволяют оценивать характеристики следующих видов бетона в монолитных, сборных и сборных и сборно-монолитных строительных конструкциях:

  • тяжелых;
  • легких;
  • мелкозернистых;
  • напрягающих.

Испытания направлены на достижение следующих целей:

  • проверить объект на соответствие требованиям нормативной и технической документации;
  • оперативно выявить неисправности и нарушения технологии на различных этапах производства или строительства;
  • провести количественную и качественную оценку отклонений для оценки уровня их опасности;
  • минимизировать риск аварии и повысить эксплуатационную надежность контролируемого объекта.

При оценке качества бетона и эксплуатационных характеристик готового сооружения определяющим фактором считается прочность. Задачи любой бетонной конструкции всегда связаны с определенными нагрузками. Поэтому для оценки ее текущего состояния или прогнозирования срока службы большинство видов исследований заключается в определении фактического значения прочности и сравнения ее с проектными требованиями.

Для повышения достоверности результатов контроля включают в себя проверку при помощи нескольких приборов и инструментов, таблиц и графиков. Это позволяет получить точные данные с минимальной погрешностью.

Контроль прочности конструкций из бетона и железобетона проводится по графику в соответствии с ГОСТ 18105. Также проверке на прочность подвергаются элементы зданий и сооружений при планировании работ по реконструкции.

Отрыв со сколом как наиболее оптимальный метод

Метод со скалыванием наиболее популярен. Его распространению способствовала универсальность технологии и высокая точность результата. Способ является усовершенствованным наследником метода отрыва, и обладает рядом преимуществ.

Анкеры закладываются в шпур с помощью бурения, разрушающее воздействие исследуется с их помощью. Технология предполагает сверление стенки, что с одной стороны упрощает процесс в холодное время года, с другой, предполагает небольшое разрушение. Однако техника определяет предел разрушающего усилия в условиях холодного климата.

В методе привлекает его общедоступность. Для исследования подходит любое место бетона, таким образом можно изучить любой участок строения. Технику нельзя применить при густом армировании или недостаточной толщине стены. Критерием сравнения является длина анкера. Стена должна быть толще двойного значения параметра.

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 бетона, указывается в маркировке.

Для контроля по показателю морозостойкости проводится испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость испытания невысока. Предъявляются повышенные квалификационные требования к исполнителям.

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 конструкции, образовавшиеся при бетонировании.

Испытания бетона неразрушающим методом
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 конструкции 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 конструкции 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 испытаний. 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.

Качество бетона и импульсная скорость при проведении неразрушающего м

Общие условия

Скорость импульса, сек

Отлично

Свыше 15 000

Хорошо

12000-15000

Сомнительный

10000-12000

Плохой

7,000-10,000

Очень плохой

ниже 7000

Достаточно хорошая корреляция может быть получена между силой сжатия куба и скоростью импульса. Эти соотношения позволяют прогнозировать прочность конструкционного бетона в пределах ± 20% при условии, что типы заполнителя и пропорции смеси постоянны.

Метод скорости импульса был использован для изучения влияния на бетон действия замерзания-оттаивания, сульфатного воздействия и кислых вод. Как правило, степень повреждения связана с уменьшением скорости импульса. Таким методом также могут быть офранцужены и трещины.

Однако следует проявлять большую осторожность при использовании измерений скорости импульса для этих целей, поскольку зачастую трудно интерпретировать результаты. Иногда импульс не проходит через поврежденную часть бетона.

Метод скорости импульса также можно использовать для оценки скорости твердения и развития прочности бетона на ранних стадиях, чтобы определить, когда следует удалять опалубку. В опалубке необходимо вырезать отверстия, чтобы преобразователи могли непосредственно соприкасаться с бетонной поверхностью.

По мере старения скорость увеличения скорости импульса замедляется гораздо быстрее, чем скорость развития силы, так что при превышении силы от 800 до 1200 кг (13,6-20,4 МПа) точность определения прочности составляет менее ± 20%. ,

Таким образом, ультразвуковые тесты скорости импульса имеют большой потенциал для контроля бетона, особенно для установления однородности и обнаружения трещин или дефектов. Его использование для прогнозирования плотности и отвердевания бетона намного более ограничены из-за большого количества переменных влияющих на связь между силой и скоростью импульса.

Неразрушающий контроль бетона
Неразрушающий контроль бетона

Как определить прочность бетона?

В производстве материалов и строительстве применяются методы для испытания бетона на прочность:

  • разрушающие;
  • неразрушающие прямые;
  • неразрушающие косвенные.

Они позволяют с той или иной точностью проводить контроль и оценку фактической прочности бетона в лабораториях, на площадках или в уже построенных сооружениях.

Разрушающие методы

Из готовой смонтированной конструкции выпиливают или выбуривают образцы, которые затем разрушают на прессе. После каждого испытания фиксируют значения максимальных сжимающих усилий, выполняют статистическую обработку.

Этот метод, хотя и дает объективные сведения, часто не приемлем из-за дороговизны, трудоемкости и причинения локальных дефектов.

На производстве исследования проводят на сериях образцов, заготовленных с соблюдением требований ГОСТ 10180-2012 из рабочей бетонной смеси. Кубики или цилиндры выдерживают в условиях, максимально приближенным к заводским, затем испытывают на прессе.

Неразрушающие прямые

Неразрушающие методы контроля прочности бетона предполагают испытания материала без повреждений конструкции. Механическое взаимодействие прибора с поверхностью производится:

  • при отрыве;
  • отрыве со скалыванием;
  • скалывании ребра.

При испытаниях методом отрыва на поверхность монолита приклеивают эпоксидным составом стальной диск. Затем специальным устройством (ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ и другими) отрывают его вместе с фрагментом конструкции. Полученная величина усилия переводится с помощью формул в искомый показатель.

При отрыве со скалыванием прибор крепится не к диску, а в полость бетона. В пробуренные шпуры вкладывают лепестковые анкеры, затем извлекают часть материала, фиксируют разрушающее усилие. Для определения марочной характеристики применяют переводные коэффициенты.


Метод скалывания ребра применим к конструкциям, имеющим внешние углы — балки, перекрытия, колонны. Прибор (ГПНС-4) закрепляют к выступающему сегменту при помощи анкера с дюбелем, плавно нагружают. В момент разрушения фиксируют усилие и глубину скола. Прочность находят по формуле, где учитывается крупность заполнителя.

Внимание! Способ не применяют при толщине защитного слоя менее 20 мм.

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
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector