6824

10

Рисунок 3 – Прибор «Оникс -2,5» для определения прочности бетона методом ударного импульса

2.5 Методы отрыва и скалывания ребра

В этой группе методов можно выделить следующие:

-метод отрыва со скалыванием;

-метод отрыва;

-метод скалывания ребра конструкции.

2.5.1 Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием Этим методом можно пользоваться при определении прочности бетона от 5 до 100 МПа на

плотных и пористых заполнителях. Метод основан на измерении усилия, необходимого для выдергивания анкера из бетона. Анкера закладывают в бетонное изделие при бетонировании или заделывают в специально высверленные отверстия – шпуры. Шпуры высверливают электрическими машинами с алмазными или твердосплавными сверлами.

11

Рисунок 4- Типы анкерных устройств для испытания методом отрыва: а) - тип I. б) - тип II; в) - тип III

Для вырыва анкерных устройств применяют гидравлические пресс - насосы ГПНВ- 5 (для анкеров типа I и II) и ГПНС-4 (для анкеров типа III) , обеспечивающее приложение нагрузки со скоростью 3 кН/с (рисунок 4), а также ОНИКС-ОС.

Пресс-насос ГПНВ-5 (рисунок 5) снабжен двумя опорами 7 для установки на поверхность бетона и захватом 2 для головки анкера 1. Выдергивающее усилие создается давлением масла на поршень в главном цилиндре 3 пресса при вращении ручки 5, толкающей поршень пресса в малом цилиндре 6. На приборе установлен манометр 4, фиксирующий давление масла. При установке прибора его тщательно центрируют. Максимальное усилие, создаваемое прессом ГПНВ-5 – 55 кН. Пресс – насос ГПНС-4 по конструкции аналогичен предыдущему; его максимальное усилие 40 кН.

12

Рисунок 5- Пресс-насос ГПНВ-5 для вырыва анкерных устройств:

1- головка анкера; 2- захват; 3,6- гидроцилиндры; 4- манометр; 5- ручка; 7- опоры

Прочность бетона при сжатии в испытываемом участке конструкции определяют по усилию вырыва одного анкерного устройства.

Значение прочности в вычисляют по формуле

, МПа (1)

где - коэффициент, учитывающий максимальный размер крупного заполнителя в зоне вырыва и принимаемый равным 1 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности 50 мм и более;

- коэффициент пропорциональности для перехода от усилия вырыва, кН, к прочности бетона, МПа;

- усилие вырыва анкерного устройства, кН.

При испытании тяжелого бетона прочностью 10 МПа и более и керамзитобетона прочностью от 5 до 40 МПа значения коэффициента пропорциональности принимают по ГОСТ 22690-2015.

13

Рисунок 6 - Общий вид прибора ОНИКС-ОС с комплектом приспособлений:

1 - гидропресс; 2 - тяга; 3 – штурвал; 4 – рукоять привода; 5 – опора; 6 – захват диаметром 13 мм; 7

–захват диаметром 35 мм; 8 – опора

Внастоящее время используется также прибор «Оникс – ОС» (рисунок 6). При испытании усилие вырыва , кН преобразуется в прочность , МПа.

2.5.2 Определение прочности бетона методом отрыва Метод может быть использован для определения прочности бетона на плотных

заполнителях в диапазоне от 5 до 60 МПа. Допускается использование метода для бетонов на пористых заполнителях в диапазоне прочности 5…30 МПа. Метод отрыва основан на измерении усилия, которое требуется для отрыва небольшого куска бетона вместе с ранее приклеенной к его поверхности стальной деталью.

На подготовленную поверхность бетона приклеивают эпоксидным клеем с цементным наполнителем стальной диск толщиной 10…20 мм, диаметром 6…8 см. Прибор ГПНВ-5

соединяют с диском так, чтобы направление действия нагрузки было перпендикулярно к

поверхности бетона. Испытание прибором проводят со скоростью 1 кН в секунду.

После испытания диск осматривают и определяют площадь куска бетона, оторванного вместе с диском, которая должна составлять 80-100% площади диска при правильном испытании.

По результатам измерений рассчитывают величину условного напряжения в бетоне при отрыве

(), по формуле

14

А - площадь проекции поверхности отрыва на плоскость диска, мм2.

Прочность бетона на сжатие на участке конструкции определяют по величине условного

напряжения бетона при отрыве, пользуясь градуировочной зависимостью «величина условного напряжения при отрыве – прочность».

2.5.3 Определение прочности бетона методом скалывания ребра конструкции Метод можно использовать для определения прочности бетонов на плотных заполнителях в

диапазоне 10…70 МПа. Для проведения испытания применяют прибор ГПНВ-4 и устройство УРС

(универсальная раздвижная скоба) (рисунок 7), которое надевают на ребро конструкции и крепят завинчиванием гаек на тягах. Угол между направлением действия нагрузки и нормалью к нагружаемой поверхности конструкции должен составлять 18 градусов. Нагрузку увеличивают и фиксируют усилие скалывания. Измеряют глубину скалывания ребра конструкции. На каждом участке конструкции проводят не менее двух испытаний. Расстояние между центрами приложения нагрузки должны быть не менее 200 мм. Определяют среднее значение усилия скалывания.

Рисунок 7- Испытание прочности бетона методом скалывания ребра: 1- испытуемая конструкция; 2 - скалываемый бетон;

3 - устройство УРС; 4 - прибор ГПНС-4

15

Прочность бетона определяют по средней величине усилия скалывания, пользуясь градуировочной зависимостью «усилие скалывания ребра конструкции - прочность».

3 ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Физические методы контроля основываются на оценке прочности бетона по скорости прохождения через него ультразвука или по регистрации колебаний или других физических величин, которые производится с помощью сложных физических приборов. Эти методы позволяют определить прочность не только поверхностных, но и глубинных слоев бетона, выявить внутренние дефекты в изделии, возникающие в процессе производства, при эксплуатации или в ходе испытания.

Недостатком этих методов, так же, как и в механических, является обязательное построение градуировочных кривых.

Наибольшее распространение из физических методов получил ультразвуковой импульсный метод. Этот метод основан на измерении скорости распространения ультразвука в теле бетона.

Опытным путем установлено, что скорость распространения ультразвуковых волн в бетоне связано с его плотностью и прочностью. Чем плотнее и прочнее бетон, тем больше скорость ультразвука.

Для испытания бетона ультразвуковым импульсным методом применяют ультразвуковой прибор (рисунок 8 а). В корпусе прибора смонтированы электронный генератор импульсов 1,

усилитель 3 и индикатор 2. Щуп-излучатель механических колебаний 5 и щуп – приемник 7

соединяются с корпусом гибкими кабелями. После установки щупов 5 и 7 с двух сторон на бетонное изделие 6 и включения прибора генератор 1 посылает электрические импульсы в излучатель 5, в котором они преобразуются в механические ультразвуковые волны. Пройдя через бетон, волны попадают в приемник 7, где снова преобразуются в электрические импульсы и направляются через усилитель в индикатор 2, в котором измеряется время прохождения волн.

Индикатор снабжен автоматическим устройством, передающим на экран прибора цифровую информацию в микросекундах.

Скорость распространения ультразвука определяется по формуле

16

Рисунок 8 - Испытание прочности бетона ультразвуковым методом:

а) – схема ультразвукового прибора: 1- генератор; 2- индикатор; 3- усилитель; 4- корпус; 5- щупизлучатель; 6- изделие; 7- щуп-приёмник;

б) – градуировочные зависимости: 1- бетон на гранитном щебне; 2- бетон на известняковом щебне; 3- бетон на гравии

Ультразвуковой метод используется для контроля прочности тяжелого, легкого и

силикатного бетона классов В5...В50. В зависимости от условий проведения испытаний и вида

конструкции может применяться сквозное или поверхностное прозвучивание.

В настоящее время для испытания бетона применяют малогабаритные переносные приборы

«Бетон-32» и «Пульсар-1.1» с автономным питанием, УК-14П и УФ – 50 МЦ с универсальным

(сетевым и автономным) питанием.

Прибор «Пульсар-1.1» позволяет определить среднюю плотность и однородность бетона в

конструкциях, прочность при сжатии, модуль упругости строительных материалов, а также звуковой индекс абразивов, по предварительно установленным зависимостям данных

характеристик от скорости распространения ультразвуковых импульсов. Он позволяет обнаружить

дефекты и измерить глубину трещин в конструкциях и изделиях.

17

Рисунок 9 – Прибор «Пульсар 1.1»:

1 – электронный блок; 2 – датчик поверхностного прозвучивания; 3 – преобразователи для сквозного прозвучиввания.

Прибор обеспечивает работу:

- при поверхностном прозвучивании на фиксированной базе 120мм с сухим контактом,

реализуемым эллиптическим протектором;

- с сухим контактом (с эллитическим или полиуретановым протектором) и со смазкой при

сквозном, поверхностном и угловом прозвучивании на произвольной базе.

Прибор состоит из электронного блока и ультразвуковых преобразователей, разделенных

или объединенных в датчике поверхностного прозвучивания (рисунок 9).

18

Список использованных источников

1.Баженов Ю.М. Технология бетона. - М.: Издательство АСВ, 2011. - 528с.

2.Попов К.Н. Оценка качества строительных материалов.- М.: Высшая школа, 2011.-287с.

3.ГОСТ 22690 - 2015 Бетоны. Определение прочности методами неразрушающего контроля.

4.ГОСТ 17624 – 2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

19

Никулин Виктор Тимофеевич

Конкина Инна Викторовна

Мольков Алексей Александрович

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лабораторным работам по дисциплине «Контроль качества строительных материалов и изделий»

по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Производство и применение строительных материалов,

изделий и конструкций

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru