7820

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

В.Т. Никулин, И.В. Конкина, А.А. Мольков

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лабораторным работам по дисциплине «Строительные материалы и

изделия» для обучающихся по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений», специализации «Строительство высотных и большепролётных зданий и сооружений»

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

В.Т. Никулин, И. В. Конкина А.А. Мольков

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия» для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений (специализация-Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений),

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

УДК 620.179

Никулин В.Т. Неразрушающие методы контроля прочности бетона [Электронный ресурс]: учеб. - метод. пос. / В,Т. Никулин, И. В. Конкина, А.А. Мольков; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 20 с; ил. 1 электрон. опт. диск

(CD-R)

Приведены указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия», рассмотрены цели, содержание и последовательность выполнения лабораторной работы, даны нормативные требования к неразрушающим методам контроля прочности бетона.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине материалы и изделия» для обучающихся по специальности 08.05.01 уникальных зданий и сооружений», специализации «Строительство большепролётных зданий и сооружений»

© В. Т. Никулин, И.В. Конкина, А.А. Мольков

© ННГАСУ, 2016

3

Содержание

4

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Для получения бетонных и железобетонных конструкций высокого качества важной частью технологического процесса является производственный контроль.

Основное требование, предъявляемое к изделиям, это обеспечение проектной прочности. Чаще всего прочность определяют испытанием до разрушения контрольных образцов. Образцы, как бы точно ни соответствовало их изготовление условиям производства, имеют другие размеры, что сказывается на условиях их формования и твердения, и поэтому они оценивают свойства бетона в изделии лишь

сопределенной степенью приближения.

Внастоящее время в строительстве широко используют неразрушающие методы контроля прочности бетона, которые позволяют ориентировочно определить прочность бетона любой конструкции или ее участков без разрушения.

Почти все методы неразрушающего контроля прочности бетона требуют построения индивидуальных градуировочных зависимостей по результатам испытаний стандартных образцов-кубов, изготовленных из бетона такого же состава

ивозраста, что и испытываемый образец. Для получения достоверных зависимостей

иопределения точности испытаний необходимо провести не менее 50

предварительных опытов. На точность измерения прочности при измерении неразрушающими методами могут оказывать влияние многие факторы: вид цемента,

состав цемента, вид заполнителя, условия твердения, возраст бетона, влажность и температура поверхности, качество поверхности бетонного изделия, карбонизация поверхностного слоя бетона и еще ряд других менее значимых факторов.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона условно можно разделить на две группы: механические, или поверхностные, и физические.

5

2 МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

2.1 Особенности механических методов

В механических методах поверхность изделия или образца подвергается механическому воздействию, и о прочности бетона судят по тому сопротивлению,

которое он оказывает этому воздействию. Для проведения этих испытаний применяют несложные приборы и приспособления.

Недостатком механических методов является то, что они позволяют определить свойства лишь поверхностного слоя бетона, которые могут значительно отличатся от свойств внутренних слоев. Необходимо учитывать тот факт, что при попадании на зерно щебня или гравия из плотных горных пород, результат измерения поверхностной твёрдости будет не корректным. Поэтому для каждого участка проводят 5-10 испытаний, и результаты, отличающиеся от среднего более чем на 15%, отбрасывают.

В зависимости от особенностей воздействия на бетон механические методы контроля можно разделить на три группы:

-методы пластических деформаций;

-методы упругого отскока;

-методы, основанные на определении прочности бетона по усилию,

необходимому для отрыва и скалывания куска бетона с поверхности изделия.

На практике наибольшее распространение получили методы пластической деформации и упругого отскока, позволяющие измерить прочность бетона с точностью до 15… 20%.

2.2 Метод пластических деформаций

Этот метод основан на измерении твердости бетона, осуществляемом путем вдавливания в его поверхность штампа определенной формы, чаще всего шарообразной. Вдавливание штампа производят ударом, с помощью пружины или

6

другими способами. В результате воздействия на поверхности бетона образуется вмятина, размеры которой являются показателем твердости бетона. При применении шарообразного штампа получают сферический отпечаток. Прочность бетона устанавливают в зависимости от диаметра отпечатка по градуировочной кривой,

построенной по результатам предварительных испытаний.

Сравнительно удобны пружинные молотки различных конструкций,

позволяющие контролировать силу удара. Шарик вдавливается в бетон с помощью предварительно сжатой пружины. При спуске пружины специальный боек ударяет по бетону. По диаметру отпечатка судят о прочности бетона. Однако в процессе работы детали ударных устройств изнашиваются, пружины ослабевают, в

результате меняется сила удара, а, следовательно, и размеры отпечатка. Поэтому периодически не реже чем через 1000 ударов проводят тарировку приборов и вводят поправки в результаты измерений. Кроме этого, пружина не обеспечивает значительную силу удара, что затрудняет испытание высокопрочных бетонов.

Наиболее точным являются методы, когда при ударе получается два отпечатка

- на бетоне и на эталоне, в качестве которого чаще всего используют сталь с заранее установленным показателем твердости. На таком принципе работает молоток конструкции К.П. Кашкарова (рисунок 1а).

При ударе этим молотком стальной шарик диаметром 15,9 мм оставляет отпечатки, одновременно на бетоне (dб) и эталоне (dэ), поэтому сила удара в малой мере влияет на результаты испытания. Эталонный стержень из круглой прутковой стали марки СтЗ диаметром 12 мм длиной 100…150 мм вставляют в специальное отверстие в молотке и после каждого удара передвигают его на 10 мм. Расстояние между отпечатками на бетоне должно быть более 30 мм. Диаметр лунки на бетоне и отпечатка на эталоне измеряют специальным масштабным угольником с точностью до 0,1мм.

Прочность бетона определяют по градуировочной кривой (рисунок 1б) в

зависимости от отношения dб/dэ.

9

Молоток устроен так, что система пружин допускает свободный отскок ударника после удара по бетону или по стальному бойку, сферической формы,

прижатому к бетону. Прибор снабжен шкалой со стрелкой, фиксирующей путь ударника при его обратном отскоке. Энергия удара прибором должна быть не менее

0,75 Н·м.

Прочность бетона определяют по градуировочным кривым, которые учитывают положение молотка при испытании, так как величина отскока будет зависеть от его направления. Среднюю величину отскока вычисляют по данным пяти измерений, выполненных на определенном участке поверхности бетона. При этом частные значения не должны отличатся от среднего более чем на 15%.

Одним из таких приборов является молоток Шмидта (рисунок 2),

разработанный швейцарским инженером Эрнстом Шмидтом в 1948 году. Молоток

(склерометр) Шмидта используется как средство неразрушающего контроля прочности бетона и горных пород. Его применение обеспечивает высокую точность измерений и позволяет контролировать большое количество изделий в сжатые сроки.

2.4 Определение прочности бетона методом ударного импульса Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара,

возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетон. Этот метод широко распространен в Росси. Для этих целей используют приборы «Оникс-2,5», имеющие двухпараметрический метод определения прочности: удар + отскок.

Назначение приборов - оперативный контроль прочности бетона (ГОСТ

22690-88) при обследовании конструкций зданий и сооружений, а также контроль прочности кирпича, легких бетонов, композиционных материалов, растворных швов, штукатурки и т.п.

Принцип работы прибора основан на обработке импульсной переходной функции электрического сигнала, возникающего в чувствительном элементе при ударе о бетон. Отсчет информации производится по четырехразрядному