5.1. Подготовка изделий и анкерного устройства для испытаний методом отрыва со скалыванием
5.1.1.Разметку участка изделия для проведения испытаний производят после визуального осмотра поверхности бетона (наличие видимых трещин, границ ярусов бетонирования, сколов и наплывов бетона) и определения расположения и глубины залегания арматуры.
5.1.2.Отверстие для заложения анкера сверлят в центрах арматурных ячеек после выявления арматурной сетки на расстоянии не менее 150мм от границ ярусов бетонирования при условии, что в радиусе 90мм от центра отверстия нет видимых дефектов (трещины, сколы и наплывы бетона).
Отверстие для заложения анкера должно быть не ближе 150 мм от края изделия и не ближе 70 мм от ближайшего арматурного стержня или закладной детали.
Расстояние между отверстиями (местами испытаний) должно быть не менее 200 мм, а глубина заложения анкера должна превышать размеры крупного заполнителя не менее чем в 1,2 раза.
5.1.3. Отверстия (шпуры) выполняют сверлильным, ударно-вращательным или ударным инструментом с энергией удара не более 2 Дж с использованием направляющей, обеспечивающей вертикальность отверстия к опорной плоскости. Допускаемое отклонение от перпендикулярности не более 1:25.
Диаметр сверла (бура) должен составлять 16+0,5 мм для анкера ø 16x35 мм и 24...25 мм для анкеров ø 24x30 мм, ø 24x48 мм.
Отверстие (шпур) после сверления при необходимости откалибровать шлямбуром соответствующего диаметра, тщательно продуть сжатым воздухом, очистив от пыли и остатков бетона, после чего диаметр отверстия должен составлять 16+1 мм (24+1 мм).
Для образования отверстий допускается применять закладные пробки.
Глубина отверстия должна составлять для анкерного устройства типа II, не менее:
55 мм (глубина заделки 48 мм);
45 мм (глубина заделки 35 мм);
40мм (глубина заделки 30 мм).
5.1.4. Навернуть на резьбовой хвостовик анкерного устройства тягу с микрометрической гайкой.
5.1.5 Заложить анкерное устройство с тягой в подготовленное отверстие до упора выравнивающей шайбы в поверхность бетона (рис. 5.1) и создать предварительное напряжение в зоне установки анкера, для чего ключом на 19 мм довернуть тягу по часовой стрелке, не допуская вытягивания анкера из отверстия. Затяжку произвести с усилием (момент затяжки 45...50 кг-м).
5.2 .Подготовка прибора для испытаний методом отрыва со укалыванием
5.2.1. Установить силовозбудитель в опорную плиту, совместив отверстие в силовозбудителе с осью защелки, и ввернуть вилочный захват в шток силовозбудителя.
5.2.2. Вращая рукоятку нагружения против часовой стрелки, привести силовозбудитель в исходное состояние, при этом вылет винта силовозбудителя в должен составлять 99± 1 мм.
5.2.3. Установить прибор опорами на поверхность изделия, завести вилочный захват под головку тяги и совместить его ось с осью тяги.
5.2.4. Поворачивая прибор вокруг тяги, найти устойчивое положение опор, при необходимости вывернуть один или два регулировочных винта до упора в поверхность изделия.
5.2.5. Выбрать зазоры между опорными поверхностями тяги и вилочного захвата, для чего довернуть вилочный захват в шток силовозбудителя.
5.2.6.Довернуть микрометрическую гайку до упора в поверхность изделия и нанести на бетон видимую риску напротив нулевого деления шкалы гайки.
5.2.7 Подключить электронный блок к разъему силовозбудителя, расположенному в крышке силовозбудителя (соединительный кабель прилагается) и включить питание. Индикатор при этом имеет вид:
5.2.8 Кнопками ,↓ переместить мигание на требуемый метод испытаний - «Отрыв со скалыванием» и нажать кнопку ВВОД,
с мигающим значением вида крупного заполнителя.
5.2.9 Кнопками ,↓вывести на индикатор требуемый вид заполнителя (гранитный, известняковый, гравийный) и нажать кнопку ВВОД.
В этом экране пользователь имеет возможность выбора типа изделия, подвергаемого испытаниям, для сохранения в архиве вместе с результатом измерения.
Затем, по миганию, кнопками ,↓и ВВОД ввести тип изделия, подвергаемого испытаниям, а затем тип применяемого анкерного устройства (ø 24x48, ø 24x30, ø16x35). При этом в формулу (3.1) для вычисления прочности бетона автоматически вводится значение коэффициента т 2
5.3 Выполнение испытаний методом отрыва со скалыванием
5.3.1 Выполнить испытание, для чего, равномерно вращая рукоятку нагружения по часовой стрелке, произвести нагружение анкера до контрольного усилия или до отрыва фрагмента бетона и зафиксировать нагрузку Р. После чего довернуть микрометрическую гайку до упора в поверхность бетона и определить величину проскальзывания анкера ∆h с точностью до ± 0,1мм (цена деления микрометрической гайки 0,1 мм)
В процессе испытаний скорость нагружения необходимо поддерживать в пределах 1,5... 3 кН/сек.
5.3.2 Скорость нагружения индицируется в верхней строке индикатора в виде символов >>>>>□□□□□□<<<<<.
Свечение символов >>> свидетельствует о необходимости увеличения скорости нагружения, поскольку она меньше 1,5 кН/сек. При скорости нагружения более 3 кН/сек светятся символы <<<.
Свечение крайнего левого символа □ соответствует скорости нагружения 1,5 кН/сек, крайнего правого символа □ соответствует 3 кН/сек.
5.3.3 Для получения соответствующей прочности бетона нажать кнопку ВВОД, при этом производится автоматическое вычисление прочности бетона по формуле (3.1), а индикатор имеет вид, например:
5.3.6 Нажатием кнопок (↓) ввести значение ∆h, считанное с микрометрической гайки, например 3,6 мм и, нажатием кнопки ВВОД, выполнить корректировку.
Индикатор при этом имеет вид, например:
| R к =26,8МПа 0,9 Р к =33,69 кН |
Значения R к и Р к заносятся в память прибора и маркируются типом изделия, датой и временем испытания.
5.3.7 Необходимое количество испытаний на одном участке:
Для анкеров с глубиной заделки 48 мм и 35 мм - одно испытание;
Для анкеров с глубиной заделки 30 мм - три испытания.
5.3.8. Для проведения повторных испытаний на том же изделии без изменения исходных данных необходимо повторно нажать кнопку ВВОД, произвести автоподстройку согласно п. 6.2.10. и выполнить испытания в соответствии сп. 5.3.1. ..5.3.6.
5.3.9. Результаты испытаний занести в протокол в соответствии с Приложением 2 настоящего Руководства.
5.4. Выполнение испытаний методом отрыва со скалыванием по индивидуальным градуировочным зависимостям
5.4.1. Войти в Режим 2, для чего после включения прибора нажать кнопку РЕЖИМ, кнопками или ↓ установить мигающее сообщение «Инд. зависим» и нажать кнопку ВВОД. Индикатор имеет вид:
5.4.2. Кнопками (↓) установить мигание требуемого метода - «Отрыв» (отрыв со скалыванием) и нажать кнопку ВВОД, после чего индикатор имеет вид:
5.4.4. Подготовить прибор к работе в соответствии с п.п. 6.2.1.. .6.2.7 и подключить электронный блок к силовозбудителю.
5.4.5. Нажатием кнопки ВВОД произвести автоподстройку прибора, после чего индикатор имеет вид, например:
| >>> 04 P=00,00 кН |
свидетельствующий о готовности прибора к работе.
5.4.6. Произвести испытания в соответствии с п.п. 5.3.1 ... 5.3.6.
Метод скалывания ребра
5.5. Подготовка изделия для испытаний методом скалывания ребра.
5.5.1. При испытании методом скалывания ребра на участке испытания не должно быть трещин, сколов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.
5.6. Подготовка прибора для испытаний методом скалывания ребра
Внимание! Перед началом каждого испытания необходимо привести силовозбудитель в исходное состояние, вращая рукоятку нагружения против часовой стрелки (вылет винта силовозбудителя в = 100 ± 1мм).
Значительное сопротивление вращению может свидетельствовать о нахождении поршня рабочего цилиндра в крайних положениях, когда возможна поломка силовозбудителя.
Запрещается применение удлинительных рычагов.
5.6.1. Вставить силовозбудитель в корпус силовой рамы, совместив отверстие в силовозбудителе с осью защелки и, вращая рукоятку нагружения против часовой стрелки, привести силовозбудитель в исходное состояние, при этом вылет винта силовозбудителя в должен составлять 100± 1 мм.
5.6.2. Вращая штурвал против часовой стрелки вывернуть прижимной винт до упора пятки в кронштейн.
5.6.3. Ввести удлинительные штанги в отверстиях захватов и зафиксировать их фиксатором таким образом, чтобы размер С превышал размер грани контролируемого изделия не более чем на 45 мм.
5.6.4. Установить силовую раму с силовозбудителем на контролируемое изделие (см. рис. 5.2) и, вращая штурвал по часовой стрелке до упора пятки в изделие, закрепить его на изделии.
5.6.5. Вставить тягу со скобой в вилочный захват силовозбудителя.
5.6.6. Проверить положение скобы. Если зазор между скалывающей пластиной и изделием более Змм, необходимо тягу со скобой довернуть в шток (один оборот тяги соответствует перемещению скобы на 1мм), если нет зазора между скалывающей пластиной и изделием или размер а менее 20 ± 2мм необходимо отворачивая тягу со скобой на один оборот проверять появление зазора и совпадения размера а с требуемым значением - 20 ± 2мм.
5.6.7. Кнопками , ↓ переместить мигание на требуемый метод испытаний - «Скол ребра» и нажать кнопку ВВОД, после чего на индикаторе высвечивается максимальный размер крупного заполнителя (фракц.) в бетоне контролируемого изделия, с мигающим значением 20 мм.
5.6.8. Нажатием кнопок , ↓ установите мигание на требуемый (предлагаемый) размер заполнителя и нажать кнопку ВВОД. При этом в формулу (3.2) для вычисления прочности бетона вводится значение коэффициента m=1,0 (1,05 или 1,1) После чего индикатор имеет вид, например:
В этом экране пользователь имеет возможность выбора типа изделия, подвергаемого испытаниям, для сохранения в памяти вместе с результатом измерения.
Кнопками , ↓ вывести на индикатор тип изделия, подвергаемого испытаниям и нажать кнопку ВВОД.
5.6.9. По окончании ввода исходных данных на индикаторе высвечивается сообщение:
Если электронный блок подключен кабелем к силовозбудителю, нажатием кнопки ВВОД произвести автоподстройку прибора, после чего индикатор имеет вид, свидетельствующий о готовности прибора к проведению испытаний:
| >>> 0,2 P= 00,00 кН |
Рис. 5.2. Общий вид прибора ПОС-50МГ4 «Скол» в комплектации «Скалывание ребра»
5.7. Выполнение испытаний методом скалывания ребра
5.7.1. Произвести испытание, для чего вращать рукоятку нагружения по часовой стрелке таким образом, чтобы скорость нагружения находилась в пределах, установленных ГОСТ 22690 (от 0,5 до 1,5кН/сек).
Нагружение производится до разрушения бетона, либо до контрольного усилия.
5.7.2. Скорость нагружения индицируется в верхней строке индикатора в процессе испытаний, одновременно с нагрузкой.
5.7.3. Для получения соответствующей прочности бетона необходимо нажать кнопку ВВОД. При этом производится вычисление прочности бетона по формуле (3.2) и запоминание результата испытаний. Индикатор имеет вид, например:
| ↗ R k =38,3 МПа 0,2 P k = 18,74 кН |
Значения R k и Р k заносятся в память прибора и маркируются типом изделия, датой и временем испытания.
5.7.4. Для проведения повторных испытаний на том же изделии без изменения исходных данных необходимо повторно нажать кнопку ВВОД, произвести автоподстройку согласно п. 5.6.10. и выполнить испытания в соответствии с п.п. 5.7.1...5.7.3.
Прочность несущих и ограждающих конструкций в значительной мере зависит от характеристик используемых строительных материалов. Комплексное испытание бетона на отрыв со скалыванием относится к категории неразрушающих и позволяет с высокой точностью определить параметры и качество используемых смесей. Исследования проводятся согласно требованиям ГОСТ 22690-2015 с применение специальных приборов.
В нашей стране данная методика испытаний бетона получила широкое распространение в силу своей универсальности и удобству. Прочностные характеристики материала проверяются путем воздействия непосредственно на бетон конструкции и вызывающее его частичное скалывание. В ходе исследований определяется усилие, позволяющее оторвать фрагмент строительной конструкции с помощью заложенного в шпур лепесткового анкера.
Описываемая методика контроля позволяет установить прочностные показатели материала в диапазоне измерений от 5 до 100 МПа. Данный способ испытаний применим для четырех разновидностей бетона:
Исследование данного строительного материала путем отрыва анкера со скалыванием осуществляется в порядке, предписанном действующим ГОСТ:
Для выполнения программы изготавливают два вида образцов контрольные и основные из материалов того исследуемого вида. Отверждение их должно осуществляться в одинаковых условиях с испытуемыми изделиями. При этом основные образцы необходимы для определения косвенных характеристик бетонных смесей.
Испытание строительных конструкций и ЖБИ с использованием данной методики потребует значительного времени. Перед проведением исследований бетона путем отрыва со скалыванием выполняется ряд подготовительных мероприятий:
Исследуемый участок, где планируется отрывать бетон со скалыванием, должен находиться на достаточном удалении от предварительно напряженной арматуры. Кроме того исследуемая зона не должна испытывать больших эксплуатационных нагрузок.
Испытание бетона методом отрыва может проводиться, в том числе и с использованием анкеров, заложенных до момента заливки конструкции из цементно-песчаных смесей. 
Описываемая методика проверки прочностных характеристик бетона, при которой проходит отрыв и скалывание, предполагает выполнение ряда операций:
Полученный результат – сила вырыва вноситься в протокол испытаний и используется для построения градуировочной зависимости. При этом точность измерения показателя проскальзывания закладного анкера должны быть не менее 0,1 мм.
Зафиксированные в ходе исследований данные позволяют оценивать прочность упомянутого материала по величине приложенной нагрузки, при которой происходит скалывание. Значение силы, при которой отрывается фрагмент бетона в результате скалывания, умножается на поправочный коэффициент. Последний вычисляется по следующей формуле:
γ=h 2 /(h- Δh) 2 ,
где h – величина заглубления анкера,
а Δh – значение проскальзывания.
Если максимальная длина части материала, которая была оторвана в ходе испытания, более чем вдвое превышает минимальную, то результат считается ориентировочным. Аналогичным образом поступают, если глубина шпура превышает величину проскальзывания анкера на 5% и больше. Использование ориентировочных значений для определения класса прочности материала недопустимо.
Испытания признаются недействительными, если глубина вырыва отличается от длины анкера на 10% или на расстоянии, не превышающем глубину отверстия, обнаруживается арматура.
Одним из главных достоинств описываемого метода является высокая точность в широком диапазоне измерений. Москва – лидер по количеству возводимых объектов и подобные испытания бетона на отрыв с последующим скалыванием востребованы. Данный способ оценки прочности материала единственный из методов, позволяющий построить градуировочную зависимость без разрушения конструкции.
При контроле характеристик с использованием данного метода необходимо учитывать климатические условия, а также ряд иных факторов. В частности, толщина изделия должна быть вдвое больше заглубления анкера, а расстояние межу точками измерений превышать данное значение пятикратно. Заказать испытания бетона путем отрыва со скалыванием в Москве по доступной цене можно непосредственно на нашем сайте или позвонив по контактному телефону.
Определение прочности бетона является очень важным фактором. Эксплуатационные параметры данного материала зависят именно от этого качества. Прочностью является способность противостоять внешним агрессивным средам и механическим силам. При строительстве и обследовании конструкций из железобетона прочность на сжатие — самый контролируемый параметр.
Дефектоскоп предназначен для определения времени распространения ультразвуковых колебаний в бетоне. Удобен для определения качества бетона строящихся и эксплуатируемых зданий и там, где затруднен двусторонний доступ к проверяемым сооружениям.
Существует огромное количество методов контроля, которые используются на практике. Самый достоверный — определение по испытанию конструкции после того, как набрана проектная прочность. Способ испытания контрольных образцов дает возможность сделать оценку качества смеси, но не прочности в конструкции. Вызвано это невозможностью обеспечить аналогичные условия набора прочности (нагрев, вибрирование) для бетонных кубиков и бетона в конструкции. Способы контроля по классификации ГОСТ 18105-2010 делятся на 3 группы.
Методы определения прочности:
К первой группе относят метод контрольных образцов, а также метод определения прочности вследствие испытания тех образцов, которые были отобраны из конструкций. Последний способ является базовым и его считают более достоверным и точным. Но при испытании его используют очень редко. Самыми главными причинами являются значительное нарушение целостности конструкции и большая стоимость исследований.
Именно по показателю прочности при сжатии определяется класс бетона. Кубики раздавливают гидравлическим прессом, а он выдает результат.
Зачастую используются методы неразрушающего контроля. Но большая часть работ делается косвенными методами. На сегодня самыми распространенными выступают ультразвуковой способ по ГОСТ 17624-87, метод ударного импульса и метод упругого отскока по ГОСТ 22690-88. При использовании этих методов очень редко соблюдают требования стандартов по построению градуировочных зависимостей. Некоторые просто не знают таких требований. Остальные знают, но не понимают величину ошибки результатов измерений при использовании зависимости, прилагаемой к прибору, вместо зависимости, которая построена на исследуемом бетоне.
Существуют мастера, которые знают об указанных требованиях норм, но не обращают на них внимания и ориентируются на финансовую выгоду и на то, что заказчик ничего не понимает в данном вопросе.
О факторах, которые влияют на неправильное измерение прочности без построения градуировочных зависимостей, существует достаточно информации.
В таблице 1 показаны данные о максимальной погрешности измерений разными методами.
|
Название способа |
Диапазон использования, МПа |
Погрешность измерения |
|
|
Пластической деформации |
|||
|
Ударного импульса |
|||
|
Упругого отскока |
|||
|
Нет данных |
|||
|
Отрыва со скалыванием |
Нет данных |
||
|
Скалывания ребра |
Нет данных |
||
|
Ультразвуковой |
В дополнение к проблеме использования несоответствующих зависимостей добавляется еще одна, которая возникает при обследовании. По требованиям СП 13-102-2003 снабжение выборки параллельных исследований бетона прямым и косвенным методами на более 30 участках необходимо, но недостаточно, чтобы построить и использовать градуировочную зависимость.
Нужно, чтобы зависимость, которая получена парным корреляционно-регрессивным анализом, имела достаточно высокий коэффициент корреляции (больше 0,7) и низкое среднеквадратическое отклонение (меньше 15% средней прочности). Для того чтоб это условие было выполнено, точность измерений двух контролируемых параметров должна быть высокой, а прочность, который строит зависимость, должна меняться в достаточно широком диапазоне.
В приборе установлен молоток, который вдавливает шарик в бетон и по его отскоку определяется прочность бетона, показатели высвечиваются на дисплее.
Когда выполняется исследование конструкций, данные условия соблюдаются редко. Первым моментом является то, что базовый метод испытания часто сопровождается большой погрешностью. Вторым — то, что из-за неоднородности бетона прочность поверхностного слоя может не совпадать с прочностью того же участка на некоторой глубине. Если бетонирование имеет хорошее качество и бетон соответствует проектному классу, в пределах одного объекта редко встречаются однотипные конструкции с прочностью, которая изменяется в широком диапазоне. К примеру, от В20 до В60. Поэтому зависимость нужно строить по выборке измерений с небольшим изменением параметра, который исследуется.
Если не нарушать требования действующих норм для определения прочности при исследовании, нужно применять прямые неразрушающие либо разрушающие методы контроля.
Теперь подробнее о прямых методах контроля. К ним относят 3 метода по ГОСТ 22690-88:
Список необходимых инструментов:
График увеличения прочности во времени: линия А — вакуумной обработка; линия В — естественное твердение; С — увеличение прочности (в %) бетона после вакуумной обработки.
Этот метод основан на измерении максимального усилия, которое необходимо для отрыва сегмента конструкции. Отрывающая нагрузка применяется к ровной поверхности конструкции, которая испытывается благодаря приклеиванию стального диска, который имеет тягу для соединения с прибором. Для приклеивания можно использовать разнообразные клеи на эпоксидной основе. В ГОСТ 22690-88 рекомендуют клеи ЭД20 и ЭД16 с цементным наполнением.
На сегодняшний день можно использовать современные двухкомпонентные клеи, производство которых хорошо налажено. В литературе, посвященной испытанию, методика испытания подразумевает приклеивание диска к участку исследования без дополнительных мер по ограничению зоны отрыва. Площадь отрыва непостоянная и ее необходимо определять после каждого испытания. В заграничной практике перед исследованием участок отрыва ограничивается бороздой, которая создается кольцевыми сверлами. В таком случае площадь отрыва является постоянной и известной. Именно это увеличивает точность измерений.
После отрыва фрагмента и после определения усилия определяют прочность бетона на растяжение (Rbt). По ней с помощью пересчета по эмпирической зависимости можно определить прочность на сжатие (R). Можно воспользоваться такой формулой:
Rbt = 0,5∛(R^2)
Для метода отрыва можно применять разные приборы, которые используют для метода отрыва со скалыванием. Это ПОС-50МГ4, ОНИКС-ОС, ПИБ и старые аналоги — ГПНВ-5, ГПНС-5. Чтобы провести испытание, необходимо наличие захватного устройства, которое соответствует тяге, расположенной на диске.
Устанавливают анкерное устройство после отвердения бетона в высверленное отверстие, а потом его вырывают с куском
Такой метод имеет много общего с методом, который описан выше. Главное различие — это способ крепления к материалу. Для приложения отрывающего усилия используют лепестковые анкеры разных размеров. При исследовании конструкций анкеры укладываются в шпур, пробуренный на участке измерения. Точно так же, как и при методе отрыва, измеряется разрушающее усилие (P). Переход к прочности на сжатие делается по указанной в ГОСТ 22690 зависимости:
где m1 — коэффициент, который учитывает максимальный размер большого заполнителя, а m2 — коэффициент перехода к прочности на сжатие, который зависит от вида бетона и условий затвердевания.
В России этот метод наиболее распространен вследствие своей универсальности (табл.1), относительной легкости и возможности испытания на любом участке конструкции. Главные ограничения для его применения: густое армирование и толщина исследуемой конструкции. Эта толщина должна быть больше, чем удвоенная длина анкера. Для выполнения исследований нужно использовать прибор для метода отрыва с диском для приклеивания к бетону.
По сравнению с методом отрыва в данном случае не обязательно наличие ровной поверхности. Важное условие: кривизна поверхности должна быть достаточной, чтобы установить прибор на тягу анкера.
Надо ударить по поверхности не менее 5 раз, а затем по размерам отпечатков и с помощью тарировочной таблицы определяется прочность.
Последний прямой метод неразрушающего контроля — метод скалывания ребра. Главное его отличие заключается в том, что прочность определяется по усилию (P), которое необходимо для скалывания участка конструкции, расположенному на ребре с внешней стороны.
Недавно была разработана конструкция прибора, позволяющая установить его на исследуемый элемент с наличием одного внешнего ребра. Укрепление осуществляется к одной поверхности испытываемого элемента с помощью анкера с дюбелем. Это новшество несколько расширило диапазон применения прибора. Но вместе с этим и аннулировало главное преимущество метода скалывания, заключавшееся в отсутствии нужды сверления и потребности в источнике электроэнергии.
Прочность на сжатие с использованием метода скалывания ребра определяют по нормированной зависимости:
R = 0,058 * m * (30P + P2),
где m — коэффициент, который учитывает крупность заполнителя.
Действие приборов ультразвукового контроля основано на связи, существующей между скоростью распространения ультразвуковых волн по материалу и его прочностью. В зависимости от способа прозвучивания различают две градуировочные зависимости:
Показания данного прибора неразрушающего метода используют для корректировки показаний приборов, действующих методом ударного импульса и ультразвуковым методом.
Метод сквозного прозвучивания в поперечном направлении используется для сборных линейных конструкций. Ультразвуковые преобразователи при таких исследованиях инсталлируются с двух противоположных сторон контролируемой конструкции.
Поверхностным прозвучиванием исследуют ребристые, плоские, многопустотные плиты перекрытия, стеновые панели. Волновой преобразователь инсталлируется с одной стороны конструкции.
Чтобы получить надежный акустический контакт между испытуемой конструкцией и рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя, используют вязкие контактные материалы типа солидола. Можно установить «сухой контакт» с использованием конусных насадок и протекторов. Ультразвуковые преобразователи устанавливаются на расстоянии не меньше 3 см от края конструкции.
Приборы для ультразвукового контроля прочности состоят из электронного блока и датчиков. Датчики бывают раздельными или объединенными для поверхностного прозвучивания.
Испытания молотком Кашкарова необходимо выполнять в соответствии с ГОСТ 22690.2-77. Метод применяется для того, чтобы определить прочность в диапазоне 5-50 МПа. В местах исследования поверхность конструкции должна быть ровной. Если поверхность шероховатая и есть краска, то она зачищается металлической щеткой.
По подготовленной поверхности наносится удар средней силы. Его необходимо наносить перпендикулярно к испытываемой поверхности. В результате удара получаются одновременно 2 отпечатка — на поверхности бетона и на эталонном металлическом стержне. После каждого последующего удара эталонный металлический стержень перемещают в отверстие корпуса молотка не меньше чем на 10 мм, чтобы отпечатки были на одной линии. Удары наносят через листы копировальной белой бумаги. Отпечатки на бумаге и эталонном стержне вымеряют угловым масштабом с точностью до 0,1 мм.
Для каждой выполненной серии отпечатков одной области делают сумму диаметров всех полученных отпечатков отдельно на бетоне и на эталонном стержне. За косвенную характеристику прочности бетона принимают среднюю величину отношения измеренных отпечатков в одной области на бетоне и эталонном стержне.
Метод отрыва со скалыванием занимает в ряду методов определения прочности бетона особое место. Считаясь неразрушающим методом, метод отрыва со скалыванием по своей сущности является разрушающим методом контроля бетона, так как прочность бетона оценивается по усилию, необходимому для разрушения небольшого объема бетона, что позволяет наиболее точно оценить его фактическую прочность. Поэтому этот метод применяется не только для определения прочности бетона неизвестного состава, но и может служить для построения градуировочных зависимостей для других методов неразрушающего контроля. Этот метод применяется на тяжелые бетоны и конструкционные бетоны на легких заполнителях в монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделиях, конструкциях и сооружениях и устанавливает метод испытания бетона и определения его прочности на сжатие путем местного разрушения бетона при вырыве из него специального анкерного устройства. Такой метод испытания бетона отрыв со скалыванием позволяет определить прочность на сжатие для бетонов в диапазоне прочностей от 5,0 до 100,0 МПа. При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 22690-88.
Одним из наиболее распространенных и эффективных способов быстрого измерения прочности бетона на сжатие или его марку, является измерение склерометром, или как его еще называют, молоток Шмидта.
Соответствие Марки и Класса бетона показаниям шкалы склерометра (молотка Шмидта) по направлению удара в соответствии с графиком тарировочной кривой
Марка бетона, М Класс бетона,
B Вертикально сверху, ед Горизонтально, ед. Вертикально снизу, ед
М100 7,5 10 13 20
- 10 12 18 23
М150 12,5 20 24 28
М200 15 24 28 32
М250 20 30 34 38
М300 22,5 34 37 41
М350 27,5 38 41 45
М400 30 41 43 47
М450 35 44 47 50
М500 40 47 49 52
М600 45 49 52 55
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определения прочности механическими методами неразрушающего контроля
Еще один метод испытания бетона - отрыв со скалыванием. Данный метод заключается в определении степени усилия, которое необходимо для скалывания участка бетона на ребре конструкции. Иногда данный метод заключается в местном разрушении бетона: в рамках данного метода вырывается анкерное устройство. Метод отрыва со скалыванием - это самый точный, но и самый трудоемкий способ контроля, поскольку для установки анкера требуется подготовка специальных шпуров. Более того, такой метод недостаточно универсален: он неприменим в рядах конструкций.
«Прометей» рекомендует метод определения прочности бетона отрывом со скалыванием в натурных обследованиях. Такие методы испытания бетона отрывом также идеальны при освидетельствовании на этапах строительства, приемки, эксплуатации и реконструкции строительных объектов, а также при изготовлении сборных изделий на предприятиях производства железобетонных изделий.
Для таких материалов, как бетоны, определение прочности механическими методами неразрушающего контроля желателен контроль достоверности результатов путем сопоставления данных, полученных прямым и косвенным путем. Проведением такого рода исследований занимается лаборатория механических испытаний при ООО «Прометей».
В лабораторных условиях производятся физико-механические испытания образцов бетона с применением всех известных подходов, включая базовый разрушающий метод контроля бетона, методы ударного импульса и упругого отскока. Важно, чтобы измерения вел квалифицированный лаборант механических испытаний - влияние человеческого фактора должно быть сведено к минимуму.
Как показывают механические испытания материалов, косвенные методы механических испытаний завышают прочностные характеристики карбонизированного бетона на 40–60%, а наиболее достоверным признан метод отрыва со скалыванием.
Все современные стандарты включают в программу натурных обследований ЖБК механические испытания бетона отрыв со скалыванием.
На практике отрыв со скалыванием дает ряд преимуществ:
Если кривизна блока не препятствует подключению прибора к анкеру, определение прочности бетона отрывом со скалыванием может производиться и на неровных бетонных поверхностях (от 5 мм). Густое армирование бетона затрудняет испытания на механическую прочность посредством данного метода; при этом толщина бетона в участке измерения не должна быть меньше удвоенной длины анкера.
ПОС-50МГ4"Скол" предназначен для неразрушающего контроля прочности бетона методами скалывания ребра, отрыва со скалыванием и отрыва стальных дисков по ГОСТ 22690-88.
Рассмотрим некоторые основные методы и приборы определения прочности бетона в конструкциях, которыми пользуются на практике. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля осуществляется согласно , определения прочности ультразвуковым методом неразрушающего контроля осуществляется по , определение прочности по бетонным образцам, выбуренным или выпиленным из конструкций, осуществляется по .
Неразрушающие методы определения прочности на сжатие бетонных конструкций основаны на косвенных характеристиках показаний приборов, основанных на методах упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации,отрыва, скалывания ребра и отрыва со скалыванием, скорости прохождения ультразвука. Определение прочности на сжатия по образцам, отобранным из конструкций, подразумевает испытание их на прессе.
Для определения класса и марки бетона в зависимости от прочности сжатия или растяжения, можно использовать табл.6, приложения 1,
Таблица 6
Класс бетона по прочности
Средняя прочность бетона ()*, кгс/см2
Ближайшая марка бетона по прочности М
Отклонение ближайшей марки бетона от средней прочности класса, %,
Средняя прочность бетона R рассчитана при коэффициенте вариации V, равном 13,5 %, и обеспеченности- 95 % для всех видов бетона, а для массивных гидротехнических конструкций- при коэффициенте вариации V, равном 17 %, и обеспеченности- 90%.
Для определения прочности бетона на сжатие данные показаний необходимо преобразовывать с помощью предварительно установленных градуировочных зависимостей между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы), по методикам, указанным в ГОСТ 22690-88 и по прилагаемым графикам градуировочных зависимостей к приборамб, установленным на заводе-изготовителей прибора.
Испытание прочности приборами неразрушающего контроля выполняют, непосредственно, в местах расположения конструкций, однако, также можно выполнять испытание бетона проб из конструкций. Испытание бетона в пробах рекомендуется для определения его прочности в труднодоступных зонах конструкций и в конструкциях, находящихся при отрицательной температуре. Пробу вмоноличивают в раствор, прочность которого на день испытания должна быть не менее половины прочности бетона пробы (для предотвращения разрушения пробы при испытании). Вмоноличивание проб в раствор удобно производить с использованием стандартных форм, для изготовления бетонных контрольных образцов по . Расположение проб после распалубки представлено на рис.1.
Рис.1. 1 - проба бетона; 2 - наиболее удобная для испытания сторона пробы 3 - раствор, в котором закреплена проба
Обычно приборы поставляются с графиками градуировочной зависимости или с базовыми настройками для тяжелого бетона средних марок. Для обследования конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в (). Для ультразвуковых приборов требуется градуировка и корректировка согласно , и методических рекомендаций по контролю прочности бетона монолитных конструкций ультразвуковым методом поверхностного прозвучивания.
Градуировочную зависимость "скорость - прочность" устанавливают при испытании конструкций способом сквозного прозвучивания. Градуировочную зависимость "время - прочность" устанавливают при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания.
Допускается при испытании конструкций способом поверхностного прозвучивания использовать градуировочную зависимость "скорость - прочность" с учетом коэффициента перехода, определяемого в соответствии с приложением 3.
Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм. Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном направлению рабочей арматуры. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5 %. Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.
Рис. 2. Внешний вид прибора
Пульсар-1.2: 1 - вход приемника;
2 - выход излучателя
Прибор состоит из электронного блока (см. рис. 3.2) и ультразвуковых преобразователей - раздельных или объединенных в датчик поверхностного прозвучивания. На лицевой панели электронного блока расположены: 12-ти клавишная клавиатура и графический дисплей. В верхней торцевой части корпуса установлены разъёмы для подключения датчика поверхностного прозвучивания или отдельных УЗ преобразователей для сквозного прозвучивания. На правой торцевой части прибора расположен разъем USB интерфейса. Доступ к аккумуляторам осуществляется через крышку батарейного отсека на нижней стенке корпуса.
Работа прибора основана на измерении времени прохождения ультразвукового импульса в материале изделия от излучателя к приемнику. Скорость ультразвука вычисляется делением расстояния между излучателем и приемником на измеренное время. Для повышения достоверности в каждом измерительном цикле автоматически выполняется 6 измерений и результат формируется путем их статистической обработки с отбраковкой выбросов. Оператор выполняет серию измерений (от 1 до 10 измерений по его выбору), которая также подвергается математической обработке с определением среднего значения, коэффициента вариации, коэффициента неоднородности и с отбраковкой выбросов.
Скорость распространения ультразвуковой волны в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин и пустот), определяющих прочность и качество. Следовательно, прозвучивая элементы изделий, конструкций и сооружений можно получать информацию о:
Возможны варианты прозвучивания со смазкой и сухим контактом (протекторы, конусные насадки), см. рис. 3.1.
Рис. 3. Варианты прозвучивания
Прибор осуществляет запись и визуализацию принимаемых УЗК, имеет встроенные цифровые и аналоговые фильтры, улучшающие соотношение «сигнал-помеха». Режим осциллографа позволяет просматривать сигналы на дисплее (в задаваемом масштабах времени и усиления), вручную устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления. Пользователь имеет возможность вручную изменять усиление измерительного тракта и смещать ось времени для просмотра и анализа сигналов первого вступления и огибающей.
Результаты испытаний прочности бетона заносят в журнал, в котором должно быть указано:
Для ультразвукового метода определения прочности нужно воспользоваться формой журнала, установленной в приложениях №8-9,
