5.2.2. Применение метода отрыва со скалыванием для определения прочности бетона

Метод отрыва со скалыванием заключается в определении прочности бетона на сжатие в зависимости от усилия вырыва фрагмента бетона вместе с анкерным устройством, предварительно закрепленным в теле бетона. Фактически при испытаниях происходит местное, локальное разрушение бетона. Определение прочности бетона в конструкциях методом отрыва со скалыванием проводится по [30].

Метод отрыва со скалыванием имеет ряд преимуществ перед неразрушающими методами определения прочности бетона. Современные неразрушающие методы используют различные косвенные характеристики (скорость распространения ультразвука, диаметр отпечатка, оставленный на бетоне при ударе, и др.) для определения прочности бетона. Разрушение бетона не происходит, что часто ставит под сомнение полученные результаты. Градуировочные зависимости для всех неразрушающих методов должны корректироваться либо строиться заново для каждого вида бетона и условий твердения, что весьма затруднительно при проведении неразрушающего контроля прочности на объектах монолитного строительства.

Метод отрыва со скалыванием имеет также преимущество перед разрушающим методом при проведении испытаний в условиях проведения монолитных работ. При испытании кубов фактическая прочность бетона в конструкции, как правило, отличается от прочности кубов, поскольку кубы, как правило, хранятся в других по сравнению с конструкциями условиях.

Метод отрыва со скалыванием основан на локальном разрушении бетона. Поэтому результаты, полученные данным методом, достоверны и корректировать зависимость не требуется. Метод определяет фактическую прочность бетона в реальной конструкции на основе разрушения небольшого участка конструкции (рис. 5.1).

Метод отрыва со скалыванием возможно использовать для определения фактической прочности бетона в реальных конструкциях (а не в кубах), а также для корректировки градуировочных зависимостей других неразрушающих методов.

Рис.5.1. Прибор ПОС-50МГ4+

для испытаний методом отрыва

со скалыванием

При испытаниях методом отрыва со скалыванием применяют три типа анкерных устройств (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Типы анкерных устройств

для испытаний методом отрыва со скалыванием

Анкерные устройства I типа устанавливают в конструкции при бетонировании; анкерные устройства II и III типа устанавливаются в предварительно подготовленные отверстия. Рекомендуемая глубина отверстия для анкера II типа – 30 мм; для анкера III типа – 35 мм.

Заделка анкерных устройств в бетоне должна обеспечивать надежное сцепление анкера с бетоном. Нагрузка на анкерное устройство должна возрастать плавно со скоростью не более 1,5-3 кН/с вплоть до вырыва его вместе с окружающим бетоном.

Прочность бетона вычисляют на основе усилия вырыва анкера выбранного типа вместе с фрагментом бетона по формуле

R=m₁∙m₂∙P, (5.1)

где Р – усилие отрыва анкерного устройства, кН; m₁ – коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне отрыва и принимаемый равным 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности 50 мм и более; m₂ – коэффициент пропорциональности для перехода от усилия отрыв, кН, к прочности бетона, МПа; R – прочность бетона на сжатие, МПа.

Коэффициент пропорциональности m₂ назначается по табл. 5.3 в зависимости от вида анкерного устройства и глубины его заделки в бетон.

Таблица 5.3

Коэффициент пропорциональности m₂

для метода отрыва со скалыванием

Условие твердения бетона	Тип анкер­ного устройства	Предпола­гаемая прочность бетона, МПа	Глубина заделки анкерного устройства, мм	Значение коэффициента m2 для бетонов
				тяжелого	легкого
Естественное	I	 50	48	1,1	1,2
		 50	35	2,4	-
	II	 50	48	0,9	1,0
		 50	30	2,5	-
	III	 50	35	1,5	-
Тепловая обработка	I	 50	48	1,3	1,2
		 50	35	2,6	-
	II	 50	48	1,1	1,0
		 50	35	2,7	-
	III	 50	35	1,8	-

Пример. Определить прочность бетона методом отрыва со скалыванием. При испытании использовали анкерное устройство II типа. Крупность заполнителя более 50 мм. Твердение бетона происходило в естественных условиях. Согласно данным завода поставщика бетона марка бетона M300.

По табл. 5.3 назначаем глубину заделки анкерного устройства h=48 мм. Коэффициент для тяжелого бетона m₂ = 0,9. Проводим испытания, в результате которых определяем усилие вырыва анкерного устройства:

P=32 кН. Вычисляем прочность на сжатие: R=m₁∙m₂∙P=1,1∙0,9∙32=31,68 МПа.