1180

Таблица 2 . 9 Взаимосвязь напряжения в арматурном стержне

с величиной прогибов Lпр и частотой собственных колебаний f

141

Для прибора ИПН-7 (рис. 2.6) датчик располагают рабочей поверхностью на расстоянии 0,5-3 см от стержня. Ударом молотка стержень приводят в колебание (плоскость колебаний должна быть перпендикулярна плоскости датчика), через две секунды нажимают кнопку «Пуск» прибора и записывают показания счетчика.

Источник

питания

Рис. 2.6. Схема прибора ИПН-7

Натяжение в стержне определяют по формуле

По экспериментальным значениям f, представленным в табл.2.9, находят соответствующее значение и записывают его в табличной форме

(табл. 2.10).

Таблица 2 . 1 0 Результаты измерений натяжений в арматурном стержне

142

3.ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ ЗАВОДСКОЙ ГОТОВНОСТИ

ИУЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Одним из важнейших условий повышения качества железобетонных изделий является правильная организация систем контроля и управления качеством на заводах сборного железобетона.

Оценка качества сборного железобетона предусматривает проведение целого ряда операций как в процессе изготовления, так и при выпуске готовой продукции: контроль качества исходных материалов; правильное назначение состава бетона; контроль за однородностью бетона по прочности; контроль геометрических размеров и т.д.

Контроль прочности бетона на сжатие занимает важнейшее место в оценке качества железобетонных изделий. Вместе с тем оценка прочности бетона по результатам испытания контрольных кубов на сжатие не дает достоверных сведений о состоянии конструкций из этого бетона. Это объясняется тем, что при изготовлении образцов не учитывается целый ряд производственных факторов. В связи с этим разработаны различные методы оценки прочности и других свойств бетона непосредственно в изделиях без их разрушения.

При практическом выборе из множества существующих методов целесообразно пользоваться общей классификацией методов испытания строительных материалов (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Классификация методов испытания строительных материалов

143

Согласно этой классификации для оценки прочности бетона можно использовать неразрушающие методы, позволяющие осуществлять контроль прочности как на изделиях, так и на образцах.

3.1. Изучение неразрушающих методов оценки прочности бетона

В настоящее время предложено достаточно большое количество методов (механических и физических) и приборов для определения контроля прочности бетона в изделиях без разрушения.

Механические методы испытаний являются наиболее многочисленными из существующих способов оценки прочности бетона в сооружениях и изделиях.

Из механических методов одним из наиболее распространенных является метод пластической деформации. Применение этого метода для определения прочности бетона основано на взаимосвязи между прочностью R и размерами отпечатков на бетонной поверхности, которые характеризуют пластическую деформацию бетона при вдавливании штампа под действием нагрузки.

Методы пластической деформации подразделяются на два вида: первый – штамп вдавливается под действием статической или динамической нагрузки; второй – местное разрушение бетона наступает в результате стрельбы или взрыва.

В большинстве существующих механических приборов, применяемых при испытании методом пластической деформации первого вида, используется принцип вдавливания бойка ударника в исследуемую поверхность бетона с последующим измерением геометрических параметров образовавшейся вмятины. Наиболее распространенным является эталонный молоток Кашкарова, состоящий из головки, рабочая часть которой снабжена стальным шариком диаметром d =15,88 мм. В стакане молотка между его корпусом и шариком имеется отверстие, в которое вставляется эталонный стержень. Эталонные стержни представляют собой заостренные с одного конца стальные стержни диаметром d =12 (или 10 мм), длиной 10-15 см

(рис. 3.2).

Рис. 3.2. Эталонный молоток Кашкарова

144

Оценка прочности бетона с помощью молотка Кашкарова сводится к построению градуировочной зависимости R – dб/dэ.

Другие приборы для определения прочности бетона основаны на зависимости между R и высотой отскока бойка от ударника, прижатого к бетону. Например, склерометр Шмидта, прибор КМ, маятниковый прибор В.В. Царицина и т.д.

Применение физических методов испытания позволяет оценить качество бетона не только на поверхности, но и во внутренних слоях конструкции; при этом измерения можно производить многократно без повреждения поверхностей. Широко используется ультразвуковой импульсный метод. Сущность его состоит в измерении времени распространения через бетон продольной ультразвуковой волны или скорости ультразвука υ (рис. 3.3). Для определения скорости v необходимо знать время прохождения ультразвука на участке установленной длины, называемом базой прозвучивания l.

Рис 3. 3. Принципиальная схема ультразвукового прибора УЗП-62: 1 – генератор; 2 – излучатель;3 – бетон; 4 – приемник;5 – усилитель; 6 – индикатор; 7 – электронное устройство; 8 – генератор меток времени

Для возбуждения ультразвуковых волн и измерения времени их прохождения через бетон применяют специальную аппаратуру, принцип работы которой состоит в следующем. Электронный генератор периодически посылает электрические импульсы на излучатель, в котором они преобразуются в ультразвуковые механические волны и, проходя через исследуемый бетонный элемент, попадают на щуп-приемник. В приемнике

145

ультразвуковые колебания преобразуются в электрические импульсы, направляемые в усилитель. Усиленный импульс попадает на индикатор, которые фиксирует время прохождения ультразвукового импульса через бетон.

Методика определения прочности бетона, осуществляемого с помощью ультразвукового импульсного и механического методов с использованием молотка Кашкарова, предусматривает работы, выполняемые в два этапа:

I – испытание опытных образцов бетона неразрушающим методом с последующим разрушением их на прессе;

II – построение тарировочных зависимостей R – f(υ), R – f(dб/dэ). Использование ультразвукового импульсного метода определения

прочности бетона осуществляется в соответствии с ГОСТ 17624–78. Скорость ультразвука определяют по результатам измерения времени

распространения ультразвука на выбранном участке контролируемого образца. Образцы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 10180–78. Для проведения испытаний могут использоваться опытные образцы из бетона.

При измерении скорости распространения ультразвука должен быть обеспечен надежный акустический контакт между бетоном и рабочими поверхностями датчиков, для чего поверхности контакта смазывают техническим вазелином.

При выборе участков испытаний не допускается наличие местных раковин и воздушных пор диаметром и глубиной более 2 мм. Измерение скорости прохождения ультразвука осуществляется методом сквозного прозвучивания. Замер производится в трех точках в направлении, перпендикулярном укладке бетона в формы (рис.3.4).

Скорость ультразвука определяется по формуле

Рис. 3.4. Схема расположения контрольных точек при прозвучивании бетонного изделия:

1 – направление укладки бетона; 2 – направление прозвучивания образца

146

По трем измерениям находится среднее арифметическое значение скоростей распространения ультразвука в бетоне. Затем прозвученные образцы испытываются на прессе для определения прочности бетона на сжатие.

Результаты ультразвуковых испытаний используются для построения тарировочного графика «прочность бетона – скорость ультразвука»

(рис.3.5).

Рис.3.5. Тарировочная кривая «прочность бетона – скорость ультразвука»

Методика оценки прочности бетона механическим методом производится следующим образом. С помощью молотка Кашкарова осуществляются удары по поверхности бетона на расстоянии не менее 30 мм друг от друга. В момент нанесения удара ось головки эталонного молотка должна быть перпендикулярна к поверхности конструкции. При этом стальной шарик образует лунки на эталонном круглом стержне (dэ) и поверхности бетона (dб). Диаметр лунок следует замерять с точностью до 0,1 мм. После каждого удара эталонный стержень передвигают на расстояние не менее

147

10 мм. Затем вычисляют среднее значение dэ и dб всех лунок и их отношения dб/dэ. Результаты испытаний заносятся в табл.3.2.

По полученным данным (см. табл. 3.2) строится тарировочная зависимость R – dб/dэ (рис. 3.6). Имея тарировочные кривые (см. рис.3.5 и 3.6), можно определить прочность бетона в изделии.

dб/dэ

Рис. 3.6. Тарировочная кривая определения прочности бетона

3.2.Статистический метод контроля

иоценки прочности бетона с учетом его однородности

На предприятии при изготовлении бетонной смеси и производстве сборных конструкций, а также на строительных площадках при бетонировании монолитных конструкций должны осуществляться статистический контроль и приемка бетона по прочности с учетом однородности.

Приемка бетона путем сравнения его фактической прочности с нормируемой без учета характеристик однородности прочности не допускается.

148

Контролю подлежат:

I. Отпускная прочность бетона – для сборных конструкций без предварительного напряжения сборных конструкций и с предварительным напряжением, если отпускная прочность выше передаточной.

II. Передаточная прочность бетона – для предварительно напряженных конструкций.

III. Прочность бетона в проектном возрасте – для сборных монолитных конструкций.

IV. Прочность бетона в установленном проектной документацией промежуточном возрасте – для монолитных конструкций (при снятии несущей опалубки и т.д.).

В случаях, когда нормируемая отпускная или передаточная прочность бетона составляет 90 % и более от установленного для данного класса (марки), контроль прочности в проектном возрасте не производится.

При контроле прочности бетона одного состава и возраста, изготовленного по одной технологии из одних и тех же сырьевых материалов, наблюдается расхождение результатов испытания. Это расхождение обусловлено влиянием многочисленных факторов случайной природы – различными размерами, формой и поверхностью зерен заполнителей, неоднородностью их распределения в бетоне, ошибками дозировки составляющих, отклонениями от установленных режимов перемешивания, формования, твердения и др., – не поддающихся учету и регулированию без изменения технического уровня производства. В результате образуется ряд значений прочности бетона, среди которых имеются близкие и даже одинаковые.

Средняя прочность бетона для каждого класса, приведенного в СНиП 2.03.01–84, определяется по формуле

где R – средняя прочность бетона для данного класса; В – класс бетона по прочности;

vR – коэффициент вариации.

Нормативный коэффициент вариации, принятый по СНиП 2.03.01–84, составляет 13,5 %.

Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и растяжение и марками при нормативном коэффициенте вариации, равном

13,5 %, представлено в табл.3.3 (ГОСТ 26633–91).

149

Таблица 3 . 3 Соотношениемеждуклассамибетонапопрочностинасжатиеирастяжение

имаркамипринормативномкоэффициентевариации, равном13,5 % (ГОСТ26633–91)

150