book_23313

По формуле S 100определим погрешность полученной зави-

Rф

сти бетона по установленной градуировочной зависимости допускается.

Проверку градуировочной зависимости проводят не реже одного раза в два месяца. Для этого изготавливают не менее 6 серий образцов. Для каждой серии образцов определяют единичные значения косвенной характеристики Нi и прочности бетона Riф по данным испытания на прессе.

Согласно установленной градуировочной зависимости по полученным характеристикам определяют прочность бетона. Вычисляют среднее значение косвенной характеристики и разделяют испытанные серии образцов на две группы.

К первой группе относят серии образцов, единичные значения косвенной характеристики которых не превышают их среднее значение

H : Hi ≤ H . Ковторойгруппеотносятсявсеостальныесерии:

H i > H .

Градуировочная зависимость допускается к дальнейшему применению при одновременном выполнении следующих условий:

1) разность Rіф – RiH - не имеет одинакового знака в пяти из

шести испытуемых серий образцов; 2) среднее квадратическое отклонение прочности бетона в испы-

танных сериях, не должно превышать более чем в полтора раза среднее квадратическое отклонение градуировочной зависимости;

3) значения разности (Rіф – RiH ) не должно иметь одинакового

знака для серий образцов первой и второй групп.

При невыполнении хотя бы одного из условий градуировочную зависимость устанавливают заново.

Значение прочности бетона, определенное по градуировочной зависимости, установленной для бетона, отличающегося от испытуемого, умножают на коэффициент Кс, значение которого определяют по формуле:

111

i=1

где Ri – прочность бетона (МПа) в участке, определяемая методами отрыва со скалыванием, скалывания ребра или испытанием кернов; Rу - то же, методами упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации; n - число участков, принимаемое не менее трех.

Значение прочности бетона не должно отличаться от среднего значения по градуировочной зависимости более чем на 30%.

Определенное с использованием коэффициента Кс значение прочности бетона, может быть использовано только в том случае, если оно не выходит за пределы значений, которые могут быть определены по градуировочной зависимости.

Ультразвуковой метод (ГОСТ 17624-87) базируется на связи ме-

жду прочностью бетона и скоростью распространения ультразвуковых колебаний. Этот метод применяют для ускоренного определения прочности бетона на сжатие классов В7,5 ... В35 сборных и монолитных конструкций и сооружений. Его применяют также для определения прочности бетона в процессе твердения в тепловых установках (кроме автоклавов) или вестественных условиях.

Ультразвуковые измерения в бетоне производится способами сквозного или поверхностного прозвучивания (рис. 2.27).

Прочность бетона монолитных конструкций определяют только способом сквозного прозвучивания.

Для определения скорости ультразвуковых колебаний ("скорости ультразвука") необходимо знать время прохождения ультразвука на участке определенной длины, называемой базой прозвучивания.

При измерении времени распространения ультразвука способом сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции в соответствии с рис. 2.27 .

Скорость ультразвука (V) в м / с, вычисляют по формуле:

112

где t – время распространения ультразвука, мкс; l – расстояние между центрами установки преобразователей (база прозвучивания), мм.

При измерении времени распространения ультразвука способом поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливаютнаоднойсторонеобразцаиликонструкции(рис. 2.27).

Для определения коэффициента перехода (К) от скорости ультразвука при сквозном к скорости при поверхностном прозвучивания производят испытания как минимум шести призм размером не менее 100 × 100 × 200 мм из разных замесов бетона при тех же номинальных составах, технологии и режима твердения, что и конструкции. Измеряют время распространения ультразвука в каждой призме способом сквозного и поверхностного прозвучивания при постоянной базе не менее 120 мм.

Коэффициент перехода (К) вычисляют по формуле:

где Кі – значение коэффициента перехода, определенное по результатам испытаний i-го образца по формуле:

где Vі ,Vі,пов – средние значения скоростей ультразвука в i-ом образце

при сквозном и поверхностном способах прозвучивания; п - общее число призм, испытанных для определения коэффициента перехода К.

Ультразвуковые измерения для определения коэффициента К, можно проводить на участке контролируемых конструкций, допускающих техническую возможность как сквозного, так и поверхностного способов прозвучивания. Число участков измерений должно быть не менее шести.

Прочность бетона в контролируемых участках конструкций при поверхностном прозвучивания с учетом коэффициента К определяют по градуировочной зависимости "скорость ультразвукапрочность".База прозвучивания должна быть одинаковой при определении коэффициента перехода и проведении контроля прочности бетона в конструкциях и не должна превышать 400 мм.

113

Среднее квадратическое отклонение (Sk) коэффициента перехода

где Кmax; Kmin – максимальное и минимальное из значений коэффициентов Кі(1≤ і ≤ п); dn – коэффициент, значение которого зависит

15 ... 999, Пульсар-М-10…3000.

Приборы для ультразвукового контроля состоят из пяти основных частей (рис. 2.29):

-системы возбуждения, которая включает электронный генератор высокочастотных импульсов и излучатель, преобразующий электрические импульсы в ультразвуковые механические колебания;

-системы приема, в которой ультразвуковые колебания вновь преобразуются в электрические импульсы, которые направляются в усилитель;

-системы измерения или индикатора, в качестве которого применяют обычно электронно-лучевую трубку

115

-электронного устройства, в котором моделируется процесс распространения ультразвука в бетоне;

-микросекундомера.

Рис. 2.29. Схема ультразвукового импульсного прибора: 1 – бетонный образец; 2 - излучатель 3 - генератор импульсов; генератор, 5 - электронное устройство для моделирования распространения ультразвука в бетоне, 6 - генератор меток, 7 - электронно-лучевая трубка, 8 - усилитель, 9 – приемник

Предельно допускаемая абсолютная погрешность измерений времени распространения ультразвука на стандартных образцах, которые входят в комплект прибора, не должна превышать значения:

∆ = ± (0,01τ + 0,1),

где τ – время распространения ультразвука, мкс.

Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют некоторые вязкие материалы: солидол, технический вазелин и т.п. Применяют также переходные устройства или прокладки, обеспечивающие сухой способ акустического контакта.

116

Приборы для контроля прочности при ускоренном твердении бетона укомплектовывают термостойкими преобразователями, которые крепят на бортовой оснастке формы, или акустическими зондами, погружаемыми в бетонную смесь.

Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций выполняется перпендикулярно направлению уплотнения бетона и рабочей арматуре. Расстояние от края конструкции до места установки ультразвуковых преобразователей должно быть не менее 30 мм. Концентрация арматуры вдоль выбранной линии прозвучивания не должна превышать 5%.

Допускается прозвучивание вдоль линии, расположенной параллельно рабочей арматуры, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.

Градуировочная зависимость устанавливается на основе данных параллельных испытаний, выполняемых на одних и тех же участках конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или механических испытаний образцов, вырезанных (выбуренных) из бетона.

Возможно также градуировочную зависимость "скорость ультразвука - прочность" построить по результатам ультразвуковых измерений на специально изготовленных бетонных образцах-кубах и механических испытаний тех же образцов на сжатие. Испытания осуществляют не менее чем на 15 сериях образцов-кубов. Рекомендуется испытывать образцы при двух значениях продолжительности твердения. В каждом возрасте испытывают не менее четырех серий образцов.

Время распространения ультразвуковых колебаний в образцах при установлении градуировочной зависимости "скорость ультразвука - прочность" измеряют способом сквозного прозвучивания (рис. 2.27). Градуировочную зависимость "время - прочность", устанавливают способом поверхностного прозвучивания.

База прозвучивания должна быть не менее 100 мм. Допускается базу прозвучивания снижать до 70 мм при проведении контроля мелкозернистых бетонов и бетона на различных стадиях твердения (скорость ультразвука менее 2000 м / с).

117

Градуировочные зависимости устанавливают в виде графика или таблицы, построенных по уравнениям линейного или экспоненциального вида.

Уравнение линейного вида (2.45) применяют

где Rmax и Rmin - максимальное и минимальное значения прочности для испытанных серий образцов, МПа; Rф - средняя прочность образцов,

испытанныхприустановленииградуировочнойзависимости. Коэффициенты а0 и а1 в уравнении (2.45) вычисляют по формулам

(2.46, 2.47), принимая в качестве косвенной характеристики прочности скоростьиливремяраспространенияультразвука.

В тех случаях, когда условие (2.59) не выполняется, для построения градуировочной зависимости, применяют уравнение экспоненциального вида:

где RН – прочность, МПа, х – скорость (время) распространения ультразвука, м/с.

Коэффициентыв0 ив1 вуравнении(2.60) рассчитываютпоформулам:

(N - число серий образцов, испытанных при установлении градуировочной зависимости; Rіф, xі - единичные значения прочности, МПа и скоро- стираспространенияультразвукадляі-йсерииобразцов).

Корректировку градуировочной зависимости проводят путем отбраковки единичных результатов испытаний, не удовлетворяющих условию (2.50).

118

После отбраковки градуировочную зависимость повторно устанавливают по результатам оставшихся испытаний.

Погрешность определения прочности бетона по установленным градуировочным зависимостям вычисляют по формуле:

где Sk – среднее квадратическое отклонение коэффициента перехо-

да (К).

Если коэффициент перехода не используют, то Sk=0.

щьюустановленнойградуировочнойзависимостинедопускается. Проверку градуировочной зависимости для определения прочно-

сти бетона с помощью ультразвукового метода так же как и с помощью механических неразрушающих методов выполняют не реже одного раза в два месяца по аналогичной методике рассмотренной ранее.

Пример. 2.11. Рассчитать градуировочную зависимость между скоростью ультразвука и прочностью. Прочность бетона контролировали в конструкции методом сквозного прозвучивания. Для установления градуировочной зависимости между скоростью ультразвука и прочностью было испытано в течение 5 суток 20 серий образцов-кубов размером 100 × 100 × 100 мм в возрасте от 4 до 8 часов. после тепловой обработки.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.16.

Средние значения прочности (R), МПа, и скорости ультразвука

V = 4029 + 4371 + ... + 4436 = 4239,4 . 20

119