Неразрушающий контроль бетона: методы измерения, проверки

Неразрушающие технологии контроля прочности бетона

Испытания бетона неразрушающим методом предполагают оценку состояния бетонных конструкций путем анализа различных факторов, влияющих на прочность, диаметр арматуры, толщину защитного слоя, влажность, теплопроводность, адгезию и т д. Этот вид исследований особенно актуален в случаях где свойства бетонного монолита и арматуры не известны, а объем контроля велик.

Эта группа методов позволяет проводить исследования как в лабораторных условиях, так и непосредственно на строительной площадке и даже в процессе эксплуатации.

Основные преимущества неразрушающего контроля:

• Сохраняйте целостность тестируемой конструкции.
• Возможность избежать необходимости организации лабораторной оценки непосредственно на строительной площадке.
• Полное сохранение эксплуатационных характеристик зданий и сооружений.
• Довольно широкий ассортимент.

Несмотря на то, что существует множество методов и методов исследования жидкого и затвердевшего бетона, существует также множество свойств, основным свойством и показателем которых является прочность. От ее прочности зависят область применения и условия эксплуатации, надежность и долговечность конструкции. Так, если, например, бетон морозостойкий и пластичный при заливке, с лучшими всесторонними свойствами, но недостаточно прочный, чтобы выдерживать расчетные нагрузки, здание просто рухнет.

Прочность является решающим фактором в бетоне и должна контролироваться очень тщательно. Все испытания проводятся на основании ГОСТов: 22690-2015, 17624-2012 (порядок проведения экспертизы), 18105-2010 (описаны общие правила проверки). Применение неразрушающих методов предполагает применение механических методов (вдавливания, скалывания, сепарации, удара) и ультразвука.

Исследование неразрушающего контроля бетона проводят по графику, обязательно в возрасте, установленном проектом, или при необходимости. Благодаря исследованиям можно оценить отпускную/раздирочную прочность, сравнить полученные реальные показатели свойств материала с паспортными.

Используемые методы неразрушающего контроля:

1. Прямые (местные разрушения) — отрыв ребра, отрыв с выкрашиванием, отрыв диска от металла.
2. Косвенные — упругий отскок, ударный импульс, использование пластической деформации, а также метод ультразвука.

Локальное разрушение условно относится к неразрушающим методам. Главное их преимущество – надежность и точность результатов. Испытания регламентируются ГОСТ 22690-2015.

Прямые неразрушающие методы контроля прочности бетона:

• Вырыв со сдвигом – рассчитывается усилие, необходимое для разрушения бетона в процессе извлечения из него анкера. Из достоинств стоит отметить высокий уровень точности, наличие градуировочных зависимостей по ГОСТ, из недостатков — невозможность использования для оценки плотноармированных и тонкостенных конструкций, трудоемкость.
• Сдвиг ребра — измеряет усилие, необходимое для сдвига бетона в углу конструкции. Обычно метод применяют для определения прочности линейных конструкций (квадратных колонн, свай, опорных балок). Основные достоинства метода — простота реализации, отсутствие необходимости предварительной подготовки, недостатки — не применяется для бетона слоем более 2 сантиметров и поврежденного монолита.
• Выпуск металлического диска — фиксирует усилие, разрушающее бетон в момент отрыва от него металлического диска. Метод часто применялся в советское время, сегодня практически не применяется из-за наличия ограничений по температурному режиму. Достоинства: управляемость наглухо армированных конструкций, малая трудоемкость, недостатки — необходимость предварительной подготовки (срезы приклеиваются к поверхности бетонного монолита за 3-24 часа до начала испытаний).

Основными недостатками локального разрушения для измерения прочности бетона являются необходимость расчета глубины армирования, высокая трудоемкость, частичное повреждение поверхности монолита, что может (хотя и незначительно) повлиять на эксплуатационные характеристики.

Ударно-импульсные методы более производительны, но проверяют только верхний слой бетона толщиной 25-30 миллиметров, поэтому их применение ограничено. Поверхность должна быть очищена, поврежденный слой удален, градуированные зависимости узла должны быть приведены в полное соответствие с фактической прочностью монолита по результатам испытаний на прессе контрольных партий.

Для измерения прочности бетона часто используют метод ударных импульсов — наиболее распространенный вариант, позволяющий определить класс бетона путем проведения исследований под разными углами к поверхности с учетом упругости и пластичности материала.

Благодаря пружине ударник со сферической ударной силой ударяется о бетонную поверхность, при этом энергия удара затрачивается на ее деформацию, появляется отверстие (пластические деформации) и реактивная сила (упругие деформации).

Электромеханический преобразователь преобразует механическую энергию удара в электрический импульс, реальные результаты получают в единицах прочности на сжатие. Для исследования используется молоток Шмидта.

Достоинства метода: простота, компактность оборудования, возможность определения класса материала, недостатки — низкая точность из-за определения прочности слоя до 5 сантиметров.

Особенности метода упругого отскока:

• При испытаниях используются склерометры — специальные пружинные молотки со сферическими поршнями. За счет системы пружин достигается свободный отскок после столкновения. Фиксация пути ударника при отдаче осуществляется по шкале со стрелкой.
• Прочность материала определяется градуированными кривыми, учитывающими положение молотка, поскольку величина отскока зависит от направления.
• Средний исследовательский показатель рассчитывают по данным 5-10 выполненных измерений, расстояние между местами воздействия должно быть не менее 3 сантиметров.
• Диапазон измерений методов 5-50 МПа, используются специальные приборы.
• Основные преимущества: простота/скорость исследования, возможность оценки прочности высокоармированных изделий. Недостатки: определение прочности бетона осуществляется в поверхностном слое глубиной 2-3 сантиметра, проверки приходится делать часто и много.

испытание бетона на прочность пластической деформацией — самый дешевый способ определить твердость бетонной поверхности путем измерения паза стального стержня/шарика, встроенного в молоток. Молоток кладут в перпендикулярной плоскости на поверхность монолита, делают пару ударов. Измеряются отпечатки на бетоне и палке. Полученные данные записывают, отыскивают среднее значение и по полученному соотношению размеров отпечатков определяют характеристики поверхности бетона.

Прибор для исследования методом пластической деформации работает на вдавливание поршня ударным или статическим давлением. Устройства статического давления применяются редко, чаще применяются ударные устройства (пружинные/ручные молотки, дисковые/шаровые поршневые маятниковые устройства).

Выдвигаются следующие требования: диаметр шарика не менее 1 сантиметра, твердость стали на поршнях не менее HRC60, толщина диска не менее 1 мм, энергия удара 125 Н и более. Метод прост, подходит для плотноармированных конструкций, быстр, но применяется для определения прочности бетона с максимальной маркой М500.

Кроме того, существуют и другие методы неразрушающего контроля — инфракрасный, акустический, вибрационный, метод электрического потенциала и др. но они применяются реже, основными считаются ударный импульс, сепарация со скалыванием, ультразвук.

Наиболее сложным является контроль конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред (химических в виде кислот, солей, масел, термических в виде высоких/низких температур, атмосферных – обугливание верхнего слоя).

При проведении осмотра простукиванием и визуально, смачивая раствором фенолфталеина, ищут слой с нарушенной структурой, удаляют его в контрольной зоне и зачищают наждачной бумагой. Затем определяют прочность методами выборки или местного разрушения. При использовании ультразвуковых и ударно-импульсных устройств шероховатость поверхности монолита должна быть не более Ra 25.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Ультразвуковой метод испытания бетона на прочность заключается в регистрации скорости прохождения волн через монолит. Различают сквозное ультразвуковое зондирование с установкой датчиков с разных сторон относительно исследуемого образца, а также поверхностное зондирование с установкой датчиков с одной стороны. Обзорный метод позволяет проверить прочность не только поверхностных, но и глубинных слоев конструкции.

Приборы ультразвукового контроля используются для дефектоскопии, контроля качества бетона, определения глубины армирования в бетоне и самого монолита. Приборы дают возможность неоднократно исследовать разные формы, непрерывно следить за снижением/приростом силы.

На связь между маркировочной прочностью бетона и скоростью прохождения ультразвука влияют состав и объем заполнителя, расход вяжущего, способ приготовления бетонного раствора и степень уплотнения. Основным недостатком метода является значительная погрешность результатов исследования.

Учитывая высокую скорость прохождения ультразвука в монолите материала (около 4500 м/с), предварительно оценивают градуировочную зависимость скорости волны и прочности бетона для каждого испытуемого состава. Использование двух градуированных зависимостей для конкретного бетона и непонятного состава может дать большую погрешность.

Главной особенностью испытаний бетона на прочность неразрушающим ультразвуковым методом является возможность многократно выполнять массовые исследования изделий любой формы, эффективно осуществляя непрерывный контроль повышения/понижения прочности конструкции в режиме онлайн.

Порядок проведения испытаний на растяжение

Для проведения испытаний на растяжение потребуется подготовить образец вытянутой формы, например призму. Этот образец помещают в специальное приспособление в горизонтальное положение, затем на центр образца воздействуют силой с возрастающей нагрузкой. Шаг удара по образцу 0,5 МПа/с.

Результат фиксируется после разрушения бетонной конструкции в центральной части образца.

Технология определения прочности

Метод отрыва

Принцип этого метода основан на измерении силы, которую необходимо приложить для отрыва части цементной конструкции. Сдвигающая нагрузка прикладывается к плоской поверхности цементной конструкции. Для этого к нему приклеивается стальной диск, который с помощью тяги соединяется с измерительным прибором.

Диск склеен эпоксидным клеем. ГОСТ 22690-88 рекомендует использовать цементонаполненный клей ЭД20. На самом деле в наше время есть качественные двухкомпонентные клеи.

Данная технология предполагает склейку диска без дополнительных мер по ограничению площади отрыва. Что касается диапазона разделения, то он непостоянен и определяется в конце каждого испытания.

Фактически в зарубежной практике область сепарации в настоящее время ограничивается бороздой, выполненной кольцевыми бурами. В этом случае область разделения постоянна и распознаваема.

После завершения определения усилия, необходимого для разделения, получают предел прочности материала.

По ней, используя эмпирическую зависимость, рассчитывают прочность на сжатие по следующей формуле — Rbt = 0,5? (R^2), где:

• Rbt – предел прочности.
• R — прочность на сжатие.

Для исследования бетона отрывным методом применяют те же приборы, что и для отрывного метода с резанием, это:

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

Запись! Кроме того, для проведения испытаний полезно использовать захватное устройство, в частности диск с прикрепленным к нему стержнем.

Отрыв со скалыванием

Этот метод имеет большое количество неспециалистов с вышеуказанным методом. Основное отличие заключается в способе крепления устройства к цементной конструкции. Для приложения к нему силы отрыва используются лепестковые анкеры, которые могут быть разного размера.

Анкеры вставляются в отверстия, просверленные в зоне измерения. Как и в предыдущем случае, прибор измеряет разрывное усилие.

Расчет прочности на сжатие проводят по зависимости, выражаемой формулой — R = m1 * m2 * P, где:

• m1 обозначает коэффициент крупного размера крупного наполнителя;
• m2 указывает коэффициент преобразования в прочность на сжатие. Это зависит от условий типа бетона и условий набора прочности.
• P – разрывное усилие, полученное в результате исследований.

У нас этот способ является одним из самых популярных, поскольку он достаточно универсален. Он обеспечивает возможность проведения испытаний на любой части конструкции, так как не требует ровной поверхности. Кроме того, закрепить анкер-лепесток своими руками в толще бетона очень просто.

На самом деле, есть некоторые ограничения, которые заключаются в следующем:

• Толстая арматура конструкции – в этом случае измерения будут недостоверными.
• Толщина конструкции – она должна быть в два раза больше длины анкера.

Скалывание ребра

Эта технология является новейшим прямым методом неразрушающего контроля средств контроля. Главной изюминкой является определение силы, приложенной для откалывания участка бетона, лежащего на краю конструкции.

Недавно была создана конструкция устройства, которое можно установить на цементное изделие одним внешним углом. Монтаж устройства к одной из сторон осуществляется с помощью анкера с дюбелем.

После завершения сбора данных с прибора прочность на сжатие определяют по следующей нормированной зависимости, выражаемой формулой — R = 0,058*m*(30P+P2), где:

• m — коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.
• P — сила, приложенная для разрушения бетона.

Ультразвуковое определение

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

Кроме того, существуют две калибровочные зависимости:

• Время распространения ультразвуковых волн и прочность материала.
• Скорость распространения ультразвуковых волн и прочность материала.

Любой метод рекомендуется для конкретного типа строения:

• Проходка в поперечном направлении — применяется для линейных сборных конструкций. При таких исследованиях устройства устанавливаются с обеих сторон испытуемой конструкции.
• Поверхностное зондирование – применяется для исследования ребристых, плоских, многопустотных плит и стеновых панелей. В этом случае устройство устанавливается только с одной стороны конструкции.

Для обеспечения качественного акустического контакта между испытуемой конструкцией и ультразвуковым преобразователем используются вязкие материалы, например смазка. Кроме того, распространен «сухой контакт», но в этом случае используются конусные насадки и протекторы.

Аппараты для УЗИ состоят из двух основных элементов:

• Датчики;
• Электронный блок.

Датчики могут быть:

• Отдельный — для непрерывного звука.
• United — предназначена для поверхностного звука.

К достоинствам этого метода проверки можно отнести простоту и универсальность.

Изучение молотком Кашкарова

Процесс испытания бетона молотком Кашкарова регламентируется ГОСТ 22690.2-77. Этот метод используется для определения прочности материала в диапазоне 5-50 МПа.

Инструкция по изучению бетона таким способом следующая:

• Сначала сканируется плоский участок конструкции.
• Если на поверхности есть шероховатости или краска, зачистите участок железной щеткой.
• После этого положите на бетонную поверхность копировальную бумагу, а сверху лист обычной белой бумаги.

• Затем по поверхности цемента наносят удар молотком Кашкарова средней силы перпендикулярно плоскости бетона. В результате удара остаются два отпечатка – на эталонной планке и на листе бумаги.
• Затем железный стержень перемещают не менее чем на 10 мм и наносят еще один удар. Для большей точности исследования процедуру необходимо повторить пару раз.
• Далее измерьте отпечатки на эталонной планке и бумаге с точностью до 0,1 мм.
• Измерив отпечатки, переходите к суммированию диаметров, полученных на бумаге, и диаметров эталонного стержня отдельно.

Косвенным показателем прочности бетона является среднее значение отношения отпечатков на эталонном стержне и на бетоне.

Способ отскока

Этот метод исследования является самым простым. Тестирование проводится с помощью специального электронного устройства. У него есть молоток, который вдавливает шарик в бетон. Электроника определяет прочность материала при отскоке мяча в конце углубления.

Для проверки бетона положите прибор на цементную поверхность и нажмите соответствующую кнопку. Результаты отображаются на экране прибора. Надо сказать, что фактически процесс испытания материала с помощью прибора ударно-импульсного типа происходит точно так же.

Это все важнейшие методы определения качества бетона, которые гораздо чаще применяются в современном строительстве.

Ультразвуковой метод исследования бетона

В настоящее время ультразвуковое измерение скорости импульса является единственным в своем роде методом, демонстрирующим потенциал для испытания прочности бетона на месте. Он измеряет время прохождения ультразвукового импульса через бетон.

Основные конструктивные особенности всех имеющихся в продаже устройств 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 схемами.

ультразвуковой метод

Испытания скорости импульса можно проводить как на лабораторных образцах, так и на сборных железобетонных конструкциях, но на измерение влияют несколько факторов:

1. Должен быть ровный контакт с испытуемой поверхностью; Обязательна среда в виде тонкого слоя масла.
2. Желательно, чтобы длина пути была не менее 30 см, чтобы избежать ошибок, вызванных неоднородностью.
3. Следует признать, что при отрицательных температурах происходит увеличение частоты пульса за счет замерзания воды; – от 5 до 30 °C частота пульса не зависит от температуры.
4. Наличие арматурной стали в бетоне существенно влияет на частоту пульса. Поэтому желательно, а часто и обязательно выбирать импульсные пути, исключающие влияние арматурной стали, или вносить коррективы, если сталь находится в импульсном пути.

Приложения и ограничения ультразвука в бетоне 

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

Как правило, если в конструкции обнаруживаются большие различия в частоте импульсов без видимой причины, есть веские основания полагать, что бетон имеет дефекты или поврежден.

Высокие значения частоты пульса обычно указывают на хорошее качество бетона. Общая зависимость между качеством бетона и скоростью импульса приведена в таблице.

Неразрушающий контроль бетона, виды существующего оборудования

По назначению неразрушающее оборудование можно разделить на следующие группы:

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

Прямые виды испытаний

Неразрушающий контроль металлических дисков на отрыв заключается в измерении напряжения, возникающего при отрыве стального диска от поверхности бетонной конструкции. По результатам производится расчет прочности с учетом площадей диска и используемой площади конструкции. Следует указать, что этот метод применяется редко из-за повышенной трудоемкости и невозможности использования слишком плотно армированных конструкций. По результатам исследования составляется протокол неразрушающим методом, куда заносятся все полученные данные.

Неразрушающий тип испытания на отрыв сдвига заключается в измерении силы, возникающей при выдергивании специально установленного анкера из тела бетонной конструкции. Значение усилия затем используется в расчете на прочность, результаты исследований заносятся в протокол. Для контроля этим методом характерна повышенная трудоемкость, связанная со сверлением отверстий для установки анкера и невозможностью измерения прочности плотноармированных конструкций и тонкостенных элементов.

Исследование сдвига ребер состоит из измерения силы, необходимой для повреждения небольшой части структурного ребра, а затем расчета прочности бетона.

Неразрушающий контроль – основные характеристики

К комплексным факторам управления конструкциями относятся химические, тепловые и атмосферные воздействия. Методы неразрушающего контроля требуют тщательной обработки поверхности.

Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры

Защитный слой обеспечивает прочность сцепления арматуры, исключает воздействие агрессивных реагентов, предохраняет бетон от чрезмерной влажности и перепадов температуры в процессе эксплуатации. Толщина слоя зависит от свойств используемой арматуры, условий эксплуатации и назначения конструкции.

Методика неразрушающего контроля определяется ГОСТ 2290493. Поиск арматуры с определением диаметра производят с помощью специальных приборов — локаторов.

Метод отскока молота

Отбойный молоток Шмидта представляет собой прибор для измерения твердости поверхности, в котором эмпирически установлена ​​корреляция между силой и возвратной силой (число.

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

Молоток прижимается к бетонной поверхности пружиной, а расстояние отдачи измеряется по шкале. Тестовая поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или под любым углом, но прибор должен быть откалиброван в этом положении.

Калибровку можно выполнить с помощью цилиндров (6 x 12 дюймов) с тем же цементом и заполнителем, которые будут использоваться в работе. Цилиндры из бетона должны быть закрыты и надежно закреплены в компрессионной машине для испытания бетона на прочность. Только после нескольких измерений среднее значение представляет собой прочность бетона на сжатие.

Ограничения и преимущества

Молоток Шмидта представляет собой недорогой, простой и быстрый метод получения показателя прочности бетона, но точность в пределах ±15–20 % возможна только для образцов, закаленных и испытанных в условиях, для которых установлены калибровочные кривые.

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

Адгезия

Метод оценки измерения прочности без нарушения клеевого контакта определяется ГОСТ 28574-2014. Неразрушающий метод заключается в измерении ультразвуковых или электромагнитных волн.

Метод проверки с помощью адгезиметра применяют при диагностике повреждений штукатурных, лакокрасочных, шпаклевочных и других покрытий, для контроля и оценки качества строительных материалов и антикоррозионных работ.

Устройство определяет интенсивность сцепления по величине давления отрыва, необходимого для отделения слоя шины.

Приборы для проверки прочности бетона

Для проверки качества бетона на строительной площадке используется различное оборудование. Наиболее востребованы:

• измерители силы электронного, механического или ультразвукового типа;
• анализаторы твердости;
• анализаторы состояния защитных слоев.

При выборе оборудования рекомендуется обращать внимание на характеристики устройств, наличие и наличие сертификатов. Заказывать неразрушающий контроль бетона необходимо у профессионалов, которые гарантируют достоверные результаты в короткие сроки.

Контроль прочности бетона методом скалывания ребра

Последний прямой метод неразрушающего контроля является модификацией отрывного метода – методом реберной резки. Основное отличие состоит в том, что прочность бетона определяется усилием (Р), необходимым для откалывания части конструкции, расположенной на внешнем крае. В нашей стране долгое время выпускались агрегаты типа ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол, конструкция которых предполагала обязательное наличие двух смежных наружных углов конструкции. Захват устройства, подобно зажиму, крепился к испытуемому элементу, после чего через захват прикладывалось усилие к одному из ребер конструкции. Таким образом, испытание можно было проводить только на линейных элементах (колонны, балки) или в проемах по краям плоских элементов (стены, крыши). Несколько лет назад была разработана конструкция прибора, позволяющая устанавливать его на испытуемый элемент только с одним внешним ребром. Крепление осуществляется к одной из поверхностей испытуемого элемента с помощью анкера с дюбелем. Это изобретение несколько расширило сферу использования устройства, но в то же время уничтожило основное преимущество метода скалывания, заключающееся в отсутствии необходимости сверления и необходимости в источнике питания.

Прочность бетона на сжатие методом реберного сдвига определяют по нормированной зависимости:

где m – коэффициент, учитывающий крупность заполнителя.

Таблица 2. Сравнительная характеристика прямых методов неразрушающего контроля

Для наглядности сравнения характеристики методов прямого контроля представлены в таблице. 2.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что метод сепарации с разделкой характеризуется наибольшим количеством преимуществ.

Несмотря на возможность применения этого метода по указаниям норм без построения частичной градуировочной зависимости, у многих специалистов возникает вопрос о точности полученных результатов и их соответствии прочности бетона, определяемой методом испытаний образцов. Для изучения данной проблемы, а также для сравнения результатов измерений, полученных прямым методом, с результатами измерений косвенными методами был проведен описанный ниже эксперимент.

Порядок проведения испытаний на сжатие

Этот метод испытаний позволяет определить марку материала. Для проведения испытания отливают кубики бетона, используемого в строительстве, или вырезают образцы из уже отлитого изделия. Размер бетонных пробных кубиков варьируется от 100 до 300 мм по краю. Помимо кубической формы, образцы могут быть выполнены в виде цилиндров или призм.

При отливке образцов в лаборатории используют вибростол для достижения максимальной плотности смеси. Испытания проводят на 3, 7 и 28 сутки после набора прочности образца. Основные испытания проводят на 28-е сутки после полного затвердевания материала.

Образец помещают под пресс, который сжимает куб с усилием 140 кгс/м2 с шагом 3,5 кгс/м2. Вектор силы строго перпендикулярен основанию образца. По показаниям определяют возможность сопротивления материала сжатию, а марку бетона записывают в протокол испытаний.

Преимущества и задачи неразрушающего контроля

К основным преимуществам неразрушающего контроля бетона для оценки его эксплуатационных характеристик можно отнести:

• Сохранение целостности строительных конструкций.
• Универсальность методов.
• Минимальное влияние на работоспособность конструкций.
• Для заказчика — возможность оставить на обслуживании собственную испытательную лабораторию.

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

• тяжелый;
• легкие;
• мелкозернистый;
• напряженный.

Испытания направлены на достижение следующих целей:

• проверить объект на соответствие требованиям нормативно-технической документации;
• незамедлительно обнаруживать неисправности и нарушения технологии на различных этапах производства или строительства;
• проводить количественную и качественную оценку отклонений для оценки уровня их опасности;
• минимизировать риск возникновения аварии и повысить эксплуатационную надежность контролируемого объекта.

При оценке качества бетона и характеристик готовой конструкции решающим фактором считается прочность. Задачи любой бетонной конструкции всегда связаны с определенными нагрузками. Поэтому для оценки его текущего состояния или прогнозирования срока службы большинство видов исследований заключается в определении фактического значения прочности и сопоставлении его с проектными требованиями.

Для повышения достоверности результатов контроля в них включают проверку с помощью нескольких приборов и инструментов, таблиц и графиков. Это позволяет получать точные данные с минимальными погрешностями.

Контроль прочности конструкций из бетона и железобетона проводят по графику в соответствии с ГОСТ 18105. Элементы зданий и сооружений также испытывают на прочность при планировании работ по реконструкции.

Отрыв со сколом как наиболее оптимальный метод

Метод нарезки является наиболее популярным. Распространению способствовала универсальность технологии и высокая точность результата. Метод является улучшенным преемником метода отрыва и имеет ряд преимуществ.

В скважину при бурении ставят анкеры, с их помощью исследуют разрушающее действие. Технология предполагает сверление стены, что с одной стороны упрощает процесс в холодное время года, а с другой предполагает небольшое разрушение. Однако технология определяет предел разрушительной силы в условиях холодного климата.

Метод привлекает общедоступностью. Любое место бетона подходит для исследования, поэтому вы можете изучить любую часть конструкции. Технику нельзя использовать при толстой арматуре или недостаточной толщине стенки. Критерием сравнения является длина анкера. Стенка должна быть толще, чем удвоенное значение параметра.

Морозостойкость

Количество циклов замораживания и оттаивания бетона определяет показатель морозостойкости. ГОСТы определяют 11 марок по устойчивости к экстремальным температурам. В маркировке указывается количество допустимых переходов отметки нулевой температуры, после превышения которых начинается снижение прочностных свойств бетона.

Для контроля на морозостойкость проводят испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость тестирования низкая. К спортсменам предъявляются повышенные квалификационные требования.

Косвенные виды испытаний бетона

Использование ультразвука Неразрушающий метод исследования с помощью ультразвуковых волн осуществляется путем измерения скорости их прохождения через тело конструкции. Генерация и регистрация ультразвуковых волн осуществляется специальными устройствами, оснащенными датчиками. Бетон исследуют не только у поверхности, но и по всей толщине конструкций. В этом случае можно установить не только класс прочности, но и выявить структурные дефекты, образующиеся при литье.

Расчет фактической прочности проводят на основании установленной зависимости от скорости прохождения волны и прочности определенных марок бетона. Результаты заносятся в протокол. Метод эластического рикошета Неразрушающий метод исследования с помощью эластического рикошета проводится с помощью специального перкуссионного прибора — склерометра или его вариантов. Самый известный измерительный инструмент — склерометр (молоток) Шмидта. Склерометр снабжен пружиной и сферическим поршнем. При ударе злоумышленника о поверхность конструкции он возвращается на определенное расстояние, которое фиксируется на специальной шкале и фиксируется в протоколе. Расчет фактической прочности материала основан на зависимости поверхностной твердости конструкции и величины отдачи поршня при ударе. Ударно-импульсный метод Определение прочности с помощью ударного импульса проводят специальными приборами, снабженными измерительным блоком с подшипниками качения. Когда головка устройства ударяется о поверхность конструкции, под действием возникающей энергетической волны вращается подшипник. Величину ударного импульса вращения подшипника определяют по единице и выдают за готовый результат единицы прочности, который заносят в протокол испытаний. Метод пластической деформации Неразрушающий контроль пластической деформации проводят с помощью специальных инструментов — молотка Кашкарова и других приспособлений, способных оставлять отпечаток после удара или вдавливания. По поверхности конструкции ударяют молотком, измеряют глубину отпечатков и рассчитывают прочность материала по установленной зависимости между размером оттиска и твердостью ударной части инструмента.

Качество бетона и импульсная скорость при проведении неразрушающего м

Можно получить достаточно хорошую корреляцию между силой сжатия куба и скоростью импульса. Эти соотношения позволяют прогнозировать прочность конструкционного бетона с точностью ± 20 % при условии постоянства типов заполнителей и пропорций смеси.

Скоростно-импульсным методом изучено влияние на бетон замораживания-оттаивания, сульфатного воздействия и кислой воды. Как правило, степень поражения связана со снижением частоты пульса. Трещины также можно зашпаклевать этим методом.

Однако следует соблюдать большую осторожность при использовании для этой цели измерений частоты пульса, так как часто трудно интерпретировать результаты. Иногда импульс не проходит через поврежденную часть бетона.

Частотно-импульсный метод также можно использовать для оценки скорости затвердевания и раннего набора прочности бетона, чтобы определить, когда следует снимать опалубку. В опалубке должны быть вырезаны отверстия, чтобы датчики могли непосредственно соприкасаться с бетонной поверхностью.

С возрастом увеличение частоты пульса замедляется значительно быстрее, чем скорость развития силы, так что при превышении силы от 800 до 1200 кг (13,6-20,4 МПа) точность силы 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 твердения бетона гораздо более ограничено из-за большого количества переменных, влияющих на взаимосвязь между силой и скоростью импульса.

Неразрушающий контроль бетона

Как определить прочность бетона?

В производстве материалов и конструкций применяют методы испытания бетона на прочность:

• деструктивный;
• неразрушающие линии;
• неразрушающий косвенный.

Они позволяют с разной точностью проверять и оценивать фактическую прочность бетона в лабораториях, на строительных площадках или в уже построенных конструкциях.

Разрушающие методы

Из полностью собранной конструкции выпиливаются или сверлятся образцы, которые затем разрушаются на прессе. После каждого испытания фиксируют значения максимальных усилий сжатия и проводят статистическую обработку.

Этот метод, хотя и дает объективную информацию, часто неприемлем из-за своей дороговизны, трудоемкости и вызывает локальные дефекты.

В производстве исследования проводят на серии образцов, приготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012 из рабочей бетонной смеси. Кубики или цилиндры выдерживаются в пропорциях, максимально приближенных к заводским, затем испытываются на прессе.

Неразрушающие прямые

Неразрушающие методы испытаний бетона на прочность предполагают испытание материала без повреждения конструкции. Механическое взаимодействие устройства с поверхностью осуществляется:

• при разлуке;
• разделение с выкрашиванием;
• отрезание ребер.

При испытаниях методом отрыва стальной диск приклеивается к поверхности монолита эпоксидным составом. Затем специальным приспособлением (ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ и др.) отрывают его вместе с фрагментом конструкции. Полученное значение ставки переводится с помощью формул в нужный показатель.

При разрыхлении подрезкой узел крепится не к диску, а к полости бетона. В просверленные отверстия вставляют лепестковые анкеры, затем удаляют часть материала и фиксируют разрывное усилие. Для определения характеристик бренда используются переводные коэффициенты.

Метод реберной резки можно применять на конструкциях, имеющих внешние углы – балки, крыши, колонны. Устройство (ГПНС-4) крепится к выступающему сегменту с помощью анкера с дюбелем и равномерно нагружено. В момент разрушения фиксируется мощность и глубина сколов. Прочность можно найти по формуле, учитывающей крупность заполнителя.

Обратите внимание на следующее! Метод не применяют при толщине защитного слоя менее 20 мм.

Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона