Технология реконструкции зданий и сооружений. В 2 ч. Ч. 2

Выпадающими считались данные, отличающиеся от контрольных на 10 % в сторону увеличения времени прохождения зондирующего импульса. При наличии выпадающего результата делаются одиндва уточняющих замера с небольшим сдвигом (3–5 см) точек контроля, если результат подтверждался, то он фиксировался.

а

б

Рис. 1.39. УЗ-контроль плит перекрытия:

а – ребро дефектной плиты; б – схема поста контроля ребер плиты покрытия

На рис. 1.40 приведен план распределения плотности визуально регистрируемых дефектов по площади покрытия.

На рис. 1.41 приведен план распределения плотности оценок дефектности плит по площади покрытия. Многие секции, которые визуально не оценивались как дефектные, по данным ультразвукового контроля, содержали дефекты. Количество зарегистрированных секций покрытия как дефектных увеличилось, по оценкам ультразвуковых измерений, с 46 %, по данным визуального контроля, до 78 %.

61

Значения глубины большинства зафиксированных трещин находились в пределах 4–7 см, что соответствовало толщине защитного слоя бетона в ребрах плит покрытия.

Рис. 1.40. Распределения плотности визуально наблюдающихся дефектов по площади покрытия цеха завода АЦИ

Рис. 1.41. Распределения плотности дефектов, зарегистрированных ультразвуковым методом контроля, по площади покрытия цеха завода АЦИ

62

1.6.5. Оценка качества бетона железобетонных конструкций на основе европейских стандартов

Одним из характерных моментов, присущих европейским нормам, является использование вероятностных подходов в системе оценки нормируемых параметров. Для бетона, к примеру, таким параметром в соответствии с EN 206-1, «Бетон. Часть 1: Технические требования, эксплуатационные характеристики, производство и соответ-

ствие требованиям (Beton. Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität)», рис. 1.42, является его класс по прочности. Для класса по прочности характеристическим параметром является так называемая характеристическая прочность fck, которая определяется по данным испытаний бетонных образцов – кубов, призм или цилиндров – и имеющая статистическую обеспеченность 95 %. Такая система в оценке прочности бетона с большой вероятностью гарантирует соответствие его прочности проектным показателям, а с другой стороны – стимулирует производителя бетона к совершенствованию технологии, повышению ее стабильности и, как следствие, – к экономии цемента и снижению себестоимости бетона.

Следует различать класс бетона по данным испытания контрольных образцов, изготовленных из бетонной смеси, и бетона самих конструкций. Определенный интерес могут представлять подходы в нормировании прочности бетона в конструкциях, регламентируемых европейскими нормами, некоторые из которых, в частности СТБ EN 13791–2012, введены в действие в Республике Беларусь.

63

указания по оценке прочности на сжатие бетона в строительных конструкциях и сборных элементах посредством косвенных или комбинированных методов испытаний.

Для данного документа действуют термины и определения стандарта EN 206-1, а также нижеследующие:

1.Стандартная прочность на сжатие (Norm-Druckfestigkeit).

Прочность на сжатие, определенная для стандартных (кубических или цилиндрических) испытательных образцов, если их отбор, производство, складирование и испытания проведены по стандартам

EN 12350-1, EN 12390-2 и EN 12390-3.

2.Прочность на сжатие образца-керна (Bohrkern-druckfestigkeit).

Прочность на сжатие выбуренного образца-керна, установленная

всоответствии с требованиями стандарта EN 12504-1.

3.Прочность на сжатие бетона в конструкции (Druckfestigkeit von Bauwerksbeton). Прочность на сжатие бетона в части строительной конструкции или строительном блоке, выраженная как эквивалентная прочность на сжатие стандартного кубического или цилиндрического испытательного образца.

4.Характеристическая прочность на сжатие бетона в конст-

рукции (Charakteristische Druckfestigkeit des Bauwerksbetons). Проч-

ность бетона на сжатие в конструкции, определенная с уровнем доверительной вероятности 0,95.

В некоторых стандартах Республики Беларусь, в частности в СНБ 5.03.2401 «Бетонные и железобетонные конструкции», для характеристической прочности бетона использованы термины, от-

личающиеся от принятых в евростандартах: нормативное сопротивление fck и гарантированная прочность fc,Gcube. Нормативное сопротивление fck является характеристической прочностью бетона fck, cyl, определенной по данным испытаний образцов-цилиндров или призм, а гарантированная прочность fc,Gcube есть характеристическая прочность fck, cube, определенная по данным испытаний об- разцов-кубов.

Эталонным методом при определении прочности бетона конструкции является испытание выбуренных образцов-кернов (см.

рис. 1.36 и 1.43).

Прочность бетона конструкции может оцениваться косвенными (неразрушающими) методами, а также сочетанием нескольких методов. Результаты испытаний используются для оценки характери-

65

стической прочности на сжатие в конструкции и для классификации по соответствующему классу прочности по EN 206-1.

Рис. 1.43. Приспособления для выбуривания образцов-кернов из конструкций

Серьезным отличием методики определения класса по прочности бетона в конструкциях по СТБ EN 13791–2012 в отличие от других стандартов Республики Беларусь и Российской Федерации является иной критерий. СТБ EN 13791–2012 допускает снижение характеристической прочности бетона конструкции на 15 %. В табл. 1.6 приведено соответствие характеристической прочности на сжатие бетона конструкции и классов прочности по EN 206-1.

66

Таблица 1.6

Характеристическая прочность на сжатие бетона в конструкции для классов прочности по EN 206-1

1. Прочность на сжатие бетона в конструкции может быть меньше, чем та, что получена на стандартных образцах из той же партии бетона.

2. Соотношение 0,85 является частью γc по стандарту EN 1992-1-1:2004.

Разумеется, снижение критериального порога характеристической прочности на 15 % не означает, что можно использовать бетон меньшей прочности, а в документации на конструкцию указывать более высокий класс. Снижение характеристической прочности бетона в конструкции в пределах установленного стандартом порога означает лишь отсутствие нарушений технологии бетонирования конструкции. Этим в указанном стандарте констатируется тот факт,

67

что бетон монолитной конструкции статистически будет иметь меньшую прочность, чем образцы, изготовленные из использованной бетонной смеси и твердевшие в нормальных условиях.

Факторы, влияющие на прочность образцов-кернов

(по приложению А EN 13791:2007)

Свойства бетона:

1. Влажность.

Содержание влаги в образце влияет на оценку прочности на сжатие. Прочность образца, пропитанного водой, снижается на 10–15 % по сравнению с прочностью образца, высушенного на воздухе.

2. Пористость.

С увеличением пористости прочность на сжатие уменьшается. Увеличение пористости на 1 % приводит к снижению прочности на сжатие на 5–8 %.

3. Направление испытательной нагрузки по отношению к направлению укладки бетона.

Прочность на сжатие керна, отобранного в вертикальном направлении (направлении укладки), может быть больше прочности на сжатие керна, выбуренного из того же бетона в горизонтальном направлении. Разница показателей может достигать 8 %.

В каждом месте измерения должен быть отобран один буровой керн.

Оценка прочности на сжатие бетона в конструкции в определенной области проверки должна быть основана на результатах испытаний минимум трех буровых кернов.

1.6.7.Развитие нормирования прочностных свойств бетона

вконструкциях

Оценка неоднородности (неравнопрочности) бетонного массива монолитных конструкций

С вопросом определения класса бетона в конструкции непосредственно связана задача выявления и оценки неоднородности по прочности бетонного массива. По данным натурных испытаний, внутренние области бетонного массива конструкции имеют прочность

68

на 10–25 % выше, чем периферийные. На рис. 1.44 показан характер изменения оценок прочности бетона по толщине монолитной плиты перекрытия разными методами.

Рис. 1.44. Распределение прочности бетона монолитной плиты перекрытия толщиной 0,25 м по высоте ее сечения:

1, 1 – данные ультразвуковых испытаний в возрасте бетона 5 и 28 сут; 2, 2 – данные испытаний склерометром ОМШ-1;

3 – данные ультразвуковых испытаний кернов в возрасте бетона 5 сут; К, К – данные испытаний кернов в возрасте бетона 5 и 28 сут (бетон С25/30)

Возможным дополнением норм СТБ EN 13791–2012 по оценке неоднородности бетона в изделии может служить методика выявления неоднородности (неравнопрочности) бетона путем ультразвукового профилирования. Физической основой методики выявления неравнопрочности бетона на основе профилирования поверхности конструкций является зависимость средней скорости распростране-

ния импульса от базы измерения B, когда одну часть пути акустический импульс проходит по участкам наружного слоя бетона с пониженной скоростью, а другую – с большей скоростью – через внутренние области массива.

69

На рис. 1.45 представлены схемы (I и II) профилирования изделия прямоугольного сечения, массив бетона которого в первом приближении может рассматриваться как двухслойная структура.

Рис. 1.45. Расчетная схема распространения ультразвукового импульса в зоне неоднородности (неравнопрочности) массива бетона прямоугольного сечения:

I– поверхностное профилирование массива; II – сквозное профилирование

Профилирование с захватом двух смежных граней изделия представлено вариантом II на рис. 1.45 и 1.46. Преимуществом данной схемы перед схемой профилирования в одной плоскости является меньшее влияние армирования на оценки скорости распространения УЗК, поскольку элементы армирования расположены, как правило, вблизи граней изделий и реже попадают в зону прохождения зондирующего импульса.

Признаком неравнопрочности массива бетона (рис. 1.46, а, поз. I) является рост скорости распространения ультразвукового импульса при S > 2d.

70