Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы неразрушающего контроля прочности бетона. Сравнительный анализ российских и европейских строительных норм. Учебное пособие
.pdf
ставила менее 80 % площади диска. Схема определения прочности бе-
Рис. 1.17. Схема определения
прочности бетона методом
отрыва стальных дисков
тона методом скалывания ребра представлена на рис. 1.17.
1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ФИЗИЧЕСКИМИ
МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ.
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА
Ультразвуковой метод целесообразно применять в тех случаях, когда оценка прочности бетона связана с контролем степени его однородности и выявлением возможных дефектов структуры и трещин.
ГОСТ 17624 распространяется на конструкционные тяжелый, легкий
и плотный силикатный бетоны сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее — конструкций) и устанавливает ультразвуковой импульсный метод (далее — ультразвуковой метод) определения прочности бетона классов В7,5—В35
на сжатие, в том числе в процессе твердения бетонов в тепловых установках (кроме бетонов, изготовляемых автоклавной обработкой) или в
естественных условиях. Прочность бетона монолитных конструкций
определяют только способом сквозного прозвучивания. Контроль
прочности бетона конструкций проводят по ГОСТ 18105.
1.2.1. Общие положения
Ультразвуковой метод основан на регистрации скорости прохождения ультразвукового изучения через фрагменты бетонной конструкции. Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний и его прочностью и применяется
для определения прочности бетона в свежеприготовленном и затвердевшем бетоне, а также в конструкции.
31
Ультразвуковые измерения в бетоне проводят способами сквозного
3
10 ,
l
t
Рис. 1.18. Схема испытания бетона методами
сквозного прозвучивания: УП — ультразвуко-
вые преобразователи; l — база прозвучивания
или поверхностного прозвучивания.
Сквозное прозвучивание
При измерении времени распространения ультразвука способом
сквозного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают с противоположных сторон образца или конструкции в соответствии с рис. 1.18.
Скорость ультразвука (v), м/с, вычисляют по формуле (1.17).
(1.17)
где t — время распространения ультразвука, мкс; l — расстояние меж-
ду центрами установки преобразователей (база прозвучивания), мм.
Поверхностное прозвучивание
При измерении времени распространения ультразвука способом
поверхностного прозвучивания ультразвуковые преобразователи устанавливают на одной стороне образца или конструкции в соответствии
с рис. 1.19.
32
Рис. 1.19. Схема испытания бетона методами по-
верхностного прозвучивания: УП — ультразвуко-
вые преобразователи;l — база прозвучивания
Характеристика
Тип прибора
Бетон 32
Бетон 70
УК 14 ПМ
УКС-МГ4
Пульсар 1.2
Диапазон измерения
времени распространения УЗК, мкс
15—
9999
15—
6500
20—
9900
10—2000
5—9999
Предел допускаемой
основной абсолютной
погрешности измерения
+(0,01t +0,1)
Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям «скорость распространения ультразвука — прочность бетона» (далее — скорость —
прочность) или «время распространения ультразвука — прочность бетона» (далее — время — прочность) в зависимости от способа прозвучивания. Прочность бетона определяют на участках конструкций, не
имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин,
каверн и др.).
Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре бетона. Допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательной температуре бетона не ниже –10 °С при
условии, что в процессе их хранения относительная влажность воздуха
не превышала 70 %.
1.2.2. Приборы и оборудование
Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне
(табл. 1.13, рис. 1.20).
Типы и технические характеристики ультразвуковых приборов
для определения прочности бетона
Таблица 1.13
33
(t), мкс
База прозвучивания (l),
мм
120
Питание
Автономное
Габаритные размеры
электронного блока, мм
138 ×
111 × 45
170 ×
55 × 90
135 × 55
× 175
230 × 130 × 55*
D35 × 120**
160 × 120
× 30
Масса прибора, кг
1,6
0,7
1.3
0,5
0,86
Рис. 1.20. Ультразвуковые приборы для определения прочности бетона:
— Бетон-32; — УК 14ПМ; — ККС МГ4; — Пульсар 1.2
.
.
Приборы для контроля процессов ускоренного твердения бетона должны быть
укомплектованы термостойкими преобразователями, которые крепят на бортоснастке формы, или акустическими зондами, погружаемыми в бетонную смесь.
Между бетоном и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт, для чего применяют вязкие
контактные материалы либо прокладки, обеспечивающие сухой способ акустического контакта.
34
1.2.3. Подготовка к испытаниям
Рис. 1.21. Схема испытания бетонных кубов способом сквозного прозвучивания:
УП — ультразвуковые преобразователи; 1 — направление формования; 2 — направ-
ление испытания при сжатии
Перед испытанием производится проверка используемых приборов
в соответствии с инструкциями по эксплуатации и установка градуировочных зависимостей в соответствии с выбранным способом прозвучивания. При испытании конструкций способом
устанавливают градуировочную зависимость «
». При испытании конструкций способом
устанавливают градуировочную зависимость «
».
Градуировочную зависимость устанавливают по результатам ультразвуковых измерений в бетонных образцах-кубах и механических
испытаний тех же образцов. Механические испытания образца проводят по ГОСТ 10180 непосредственно после ультразвуковых измерений.
Градуировочную зависимость устанавливают отдельно по каждому
виду нормируемой прочности, для чего используют не менее 15 серий
образцов-кубов.
Время распространения ультразвука в образцах при установлении
градуировочной зависимости « » измеряют способом сквозного прозвучивания в соответствии с рис. 1.21. База прозвучивания должна быть не менее 100 мм. При проведении контроля
мелкозернистых бетонов и бетона на ранних стадиях твердения допускается базу прозвучивания снизить до 70 мм.
35
Время распространения ультразвука в образцах при установлении
Рис. 1.22. Схема испытания бетонных кубов способом поверхностного
прозвучивания: УП — ультразвуковые преобразователи; 1 — направление
формования; 2 — направление испытания при сжатии; l — база прозвучивания
градуировочной зависимости « » измеряют способом поверхностного прозвучивания в соответствии с рис. 1.22. Минимальная база прозвучивания должна быть не менее 120 мм. Время
распространения ультразвука следует измерять на поверхности, занимающей при изготовлении то же положение относительно формы и
направления формования, что и контролируемая поверхность изделия.
В зоне контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью
бетона не должно быть раковин и воздушных пор глубиной более 3 мм
и диаметром более 6 мм, а также выступов более 0,5 мм. Поверхность
бетона должна быть очищена от пыли. Относительная погрешность
измерения базы прозвучивания не должна превышать 0,5 %. Число
измерений времени распространения ультразвука в каждом образце
должно быть при сквозном прозвучивании 3, при поверхностном — 4.
Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям скорости (времени) ультразвука и прочности бетона.
За единичное значение прочности бетона принимают среднюю
прочность бетона в серии образцов, определенную по ГОСТ 10180.
За единичное значение скорости (времени) ультразвука принимают
среднее арифметическое значение этих величин в серии образцов,
используемых для определения единичного значения прочности.
Установление, проверку градуировочной зависимости и оценку ее
погрешности проводят в соответствии со следующей методикой.
36
Методика установления градуировочных зависимостей
H 0 1
;R a a x
фф
max мин
2 60 /100;R R R R
1
H0
,
bx
R b e
ф
01
;a R a x
ф
ф
1
1
2
1
;
N
ij
j
N
j
j
R R x x
a
xx
ф
ф
1
1
2
1
ln ln
;
N
jj
j
N
j
j
x x R R
b
xx
ф
1
ln
0
;
R b z
be
ф
1
ф
;
N
j
j
R
R
N
1
;
N
j
j
x
x
N
Градуировочные зависимости устанавливают в виде графика (или
таблицы), построенного по уравнению, которое принимают:
1) линейного вида
(1.18)
при
(1.19)
2) экспоненциального вида
(1.20)
где — скорость (время) распространения ультразвука; R — прочность, определенная по уравнению (1.20):
(1.20)
(1.21)
(1.23)
(1.24)
(1.25)
(1.22)
37
ф
1
ф
ln
ln ;
Т
j
j
R
R
N
(1.26)
Рис. 1.23. График градуировочной зависимости « »
Rф — средняя прочность бетонов, испытанных при установлении
градуировочной зависимости, МПа; N — число серий образцов, испытанных при установлении градуировочной зависимости; Rjф, xj — единичные значения прочности и скорости (времени) распространения
ультразвука для j-й серии образцов; R
макс
, R
— максимальное и ми-
мин
нимальное значения прочности по испытанным сериям образцов, МПа.
Далее проводят корректировку установленной градуировочной зависимости и определяют погрешность в соответствии с ГОСТ 17624.
Пример графика градуировочной зависимости «
» представлен на рис. 1.23.
1.2.4. Проведение испытаний и определение
прочности бетона в конструкциях
Число и расположение контролируемых участков на конструкции
должны отвечать требованиям ГОСТ 18105. На каждом контролируемом участке проводят одно измерение времени распространения ультразвука при сквозном и не менее двух при поверхностном прозвучивании. В последнем случае прочность бетона определяют по среднему
значению полученных результатов измерения времени распространения ультразвука.
38
Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) испытывают способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении.
Изделия, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции
(плоские, ребристые и многопустотные панели перекрытия, стеновые
панели и т.д.) испытывают способом поверхностного прозвучивания.
При этом база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна
быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости.
Возраст бетона контролируемых конструкций не должен отличаться
от возраста бетона образцов, испытанных для установления градуировочной зависимости, более чем на 50 % — при контроле нормируемой
прочности бетона, и на 25 % — при определении прочности бетона в
процессе твердения.
Измерение времени распространения ультразвука в бетоне конструкций следует проводить в направлении, перпендикулярном уплотнению бетона и направлению рабочей арматуры. 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 арматуре, если расстояние от этой линии до арматуры составляет не менее 0,6 длины базы.
При определении прочности бетона в процессе его твердения места установки и число зондов или преобразователей устанавливают в
зависимости от конструктивных и технологических особенностей контролируемых конструкций в соответствии с ГОСТ 17624.
1.3. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Результаты испытаний прочности бетона заносят в журнал, в котором должно быть указано:
наименование конструкции, номер партии;
вид контролируемой прочности и ее требуемое значение;
вид бетона;
наименование неразрушающего метода, тип прибора и его за-
водской номер;
среднее значение косвенной характеристики прочности и соот-
ветствующее значение прочности бетона;
сведения об использовании поправочных коэффициентов;
результаты оценки прочности бетона;
фамилия и подпись лица, проводившего испытание, дата испытания.
39
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА МЕХАНИЧЕСКИМИ
И ФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
В СООТВЕТСТВИИ С ЕВРОПЕЙСКИМИ
СТРОИТЕЛЬНЫМИ НОРМАМИ
2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Эталонным методом определения прочности на сжатие бетона в
конструкции непосредственно является испытание на буровых кернах
(EN 12504-1). Однако прочность на сжатие можно оценивать также
косвенно с помощью других методов или посредством сочетания нескольких методов. Если применяются косвенные методы, то необходимо учитывать погрешность, связанную с зависимостью между соответствующим испытанием и испытанием бурового керна. Результаты испытаний должны применяться для оценки характеристической прочности на сжатие бетона в конструкции и для классификации по соответствующему классу прочности по EN 206-1.
Европейский стандарт EN 12504-2 устанавливает метод определения прочности на сжатие бетона в конструкции по показателю упругого отскока.
EN 12504-3 устанавливает метод определения прочности на сжатие
бетона в конструкции по силе выдергивания.
EN 12504-4 устанавливает метод определения прочности на сжатие
бетона по скорости распространения импульса ультразвуковых волн в
бетоне.
EN 13791 содержит методы и процедуры по оценке прочности на
сжатие бетона в строительных конструкциях и сборных элементах;
принципы и указания по установлению зависимостей между результатами испытаний при применении косвенных методов испытаний и
прочностью на сжатие буровых кернов, отобранных из бетона в конструкции; указания по оценке прочности на сжатие бетона в строительных конструкциях и сборных элементах посредством косвенных
или комбинированных методов испытаний.
2.2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОТЫ УПРУГОГО ОТСКОКА
2.2.1. Общие положения
Измерение высоты упругого отскока осуществляется в соответствии
с EN 12504-2. Данный метод заключается в измерении величины воз-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]