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
вратного хода бойка (отскока) после удара им по поверхности бетона.
Тип
Энергия
удара, Дж
Размеры прибора, мм
Масса,
кг
Особенности использования
диаметр
длина
Пружинные
N
2,2
54
280
1,0
Нормальный тип для массового
использования
NR
2,2
136
280
1,4
То же, с регистрацией результатов измерений
L
0,7
54
260
0,8
Облегченный тип для испытания
тонкостенных конструкций
LR
0,7
136
260
1,2
То же, с регистрацией результатов измерений
M
29
90
680
7,1
Утяжеленный тип для испытания
массивных конструкций
Маятниковый
Р
0,5
230 × 65
2,1
Для использования при средней
прочности бетона от 5 до 20 МПа
Применение метода основано на наличии статистической связи (корреляции) между значением упругого отскока R соответствующей детали прибора после удара и величиной прочности бетона на сжатие fck.
Определение прочности бетона допускается осуществлять при температуре от 10 до 35 °С.
2.2.2. Приборы и оборудование
Для испытания методом упругого отскока применяют приборы —
склерометры (пружинные молотки или молотки маятникового типа).
Принцип работы склерометров основан на ударе с нормированной
энергией бойка о поверхность бетона и измерении высоты его отскока
в условных единицах шкалы прибора, являющейся косвенной характеристикой прочности бетона на сжатие. Энергия развиваемого прибором удара должна находиться в пределах от 0,5 до 30 Дж; она выбирается в зависимости от массивности испытываемых изделий (конструкций) (табл. 2.1).
Для проверки молотков используют калибровочный плоский стальной блок твердостью не менее 52 HRC; массой (16 ± 1) кг; диаметром
около 150 мм.
Для подготовки поверхности бетона используют абразивный камень — карбид кремния, имеющий среднезернистую структуру.
Таблица 2.1
Технические характеристики склерометров (молотков Шмидта)
41
Пружинные молотки со сферическими штампами устроены таким
Рис. 2.2. Молоток Шмидта
маятникового типа P
образом, что система допускает свободный отскок бойка после удара
по бетону. Приборы снабжены шкалой со стрелкой, фиксирующей путь
ударника при его обратном отскоке. Энергия удара должна быть не
менее 0,7 Дж; радиус сферической части на конце ударника — не менее 5 мм. Проверку (тарировку) приборов проводят после каждых
500 ударов.
Рис. 2.1. Молотки Шмидта пружинного типа:
— тип N; — тип NR; — тип L/LR
Молотки «маятникового типа» предназначены для испытания бетонов с низкой прочностью. Энергия удара должна составлять не менее 0,5 Дж.
Перед использованием приборы
должны быть поверены в соответствии с
инструкцией по эксплуатации. Приборы
должны проходить калибровку после длительного применения (до 1000 ударов),
так как эластичные элементы системы
приведения бойка в движение могут изменять свои характеристики. Каждый
прибор должен использоваться строго
для тех видов конструкций и классов бетона, для которых он был разработан.
2.2.3. Выбор и подготовка поверхности
При выборе подходящей для исследования поверхности следует
установить:
местонахождение арматурных стержней;
42
тип поверхности;
влажность поверхности;
наличие карбонизации бетона;
возможность движения бетонного элемента в процессе тестиро-
вания;
класс бетона.
Перед испытанием необходимо выровнять испытываемую поверхность с помощью наждачного камня. Гладкость поверхности бетона на
участке испытаний должна соответствовать случаю формования в металлической опалубке. Не допускается проводить испытания на пористых поверхностях с отслоениями. Излишки воды должны быть полностью удалены с поверхности.
2.2.4. Проведение испытания
Прочность бетона методом упругого отскока может быть определена в изделиях и конструкциях толщиной в месте испытания не менее
100 мм. Испытания проводят на участке площадью не менее
300 × 300 мм. На участке испытаний выполняют не менее 9 измерений
значения высоты с точностью до одного деления шкалы прибора. Места испытаний должны быть расположены не ближе 25 мм друг от друга и не ближе 25 мм от края изделия (конструкции) и от арматуры.
Направление силы удара должно быть перпендикулярным испытываемой поверхности. При испытании на невертикальной поверхности
опытное значение упругого отскока должно быть откорректировано в
соответствии с указаниями инструкции по эксплуатации прибора. Испытания предусматривают проведение серии измерений, включающей
не менее 10 ударов.
Прочность бетона на испытываемом участке определяют по корреляционным кривым «значение отскока — прочность бетона».
Корреляционные кривые строятся на основе зависимости величины
отскока R от значения прочности на сжатие, рассчитанной для бетонных кубов размером 150 × 150 × 150 мм, либо буровых кернов размером 100 × 100 мм. Возможно использовать контрольные образцы других размеров с соответствующими поправками (см. разд. 2.5).
43
2.3. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ ПРОЧНОСТИ НА ОТРЫВ
Характеристики
Dyna Z5FS
Dyna Z15FS
Dyna Z25FS
Dyna Z50FS
Усилие отрыва, кН
5
15
25
50
Погрешность измерений, %
0,5
Габаритные размеры, мм
340 × 250 × 300
Масса, кг 8 8
10
11,5
Рис. 2.3. Силовой прибор DYNA Z5FS
2.3.1. Общие положения
Измерение прочности на отрыв осуществляется в соответствии с EN
12504-3 непосредственно на испытываемой конструкции.
Для испытания методом отрыва к бетону прикрепляют стальную деталь (анкер или диск), затем, соединив ее с силовым прибором, выдергивают деталь вместе с куском бетона, замеряя усилие, необходимое
для выдергивания.
2.3.2. Приборы и оборудование
Для выдергивания анкерных устройств применяют силовые приборы, например, DYNA Z типа Z5FS, Z15FS, Z25FS, Z50FS, в зависимости от
прилагаемого усилия (табл. 2.2). Приборы DYNA Z—FS имеют три опоры для установки на поверхность бетона и захват для головки анкера.
На приборах установлены манометры, фиксирующие давление. Максимальное усилие, создаваемое прибором, составляет 50 кН (рис. 2.3).
Таблица 2.2
Технические характеристики силовых приборов DYNA Z—S
44
Отрыв стального диска, приклеенного к бетону, проводят прибором
Рис. 2.4. Силовой прибор DYNA Z6:
1 — гидравлический насос; 2 — манометр;
3 — поршень; 4 — рукоятка; 5 — ножка;
6 — стальной диск; 7 — затяжной болт
Характеристики
Dyna Z 6
Dyna Z 16
Усилие отрыва, кН
6
16
Точность измерений, кН
0,01
Погрешность измерений, %
< 1
Масса, кг
3,5
DYNA Z16 или Z6, снабженным цифровым манометром (2), испыта-
тельным диском (6) и затяжным болтом (7) (рис. 2.4).
Таблица 2.2
Технические характеристики силовых приборов DYNA Z6, DYNA Z16
2.3.3. Проведение испытаний
Для определения прочности на отрыв с помощью анкерных
устройств в тело бетона закладывают анкеры либо при бетонировании,
либо заделывают в специально высверленные отверстия — шпуры в
уже затвердевшем бетоне. Шпуры высверливают электрическими машинами с алмазными или твердосплавленными сверлами.
Испытание способом отрыва стального диска, приклеенного к бетону, проводят следующим образом. На испытательной поверхности
бетона высверливают керн с помощью полого сверла. На высверленное место приклеивают стальной диск диаметром D = 50 мм эпоксидным клеем на основе смол ЭД-20 или ЭД-16 с цементным наполнителем (рис. 2.5). Силовой прибор (рис. 2.4) устанавливают таким образом,
чтобы усилие отрыва прилагалось перпендикулярно испытываемой
45
поверхности. Для этого необходимо отрегулировать высоту опорных
Рис. 2.5. Подготовка испытательной поверхности:
— керн; — стальной диск
Рис. 2.6. Способы распространения УЗ импульса: — прямое (сквозное)
распростнранение; — полупрямое распространение; — непрямое
(поверхностное) распространение
ножек прибора (5). Вращением рукоятки (4) создается усилие для отрыва диска от поверхности бетона. На цифровом манометре (2)
фиксируется усилие отрыва.
2.4. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ БЕТОНА
В КОНСТРУКЦИИ ПО СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИМПУЛЬСА
2.4.1. Общие положения
Европейский стандарт EN 12504-4 представляет метод определения
скорости распространения импульса ультразвуковых продольных волн в
свежеприготовленном, затвердевшем бетоне, а также в бетоне в кон-
струкции. Импульс продольных колебаний создается электроакустическим преобразователем, находящимся в контакте с поверхностью бетона. При прохождении определенного пути в теле бетона импульс колебаний преобразуется в электрический сигнал с помощью второго преобразователя. Электронный таймер позволяет измерить время прохождения звукового импульса. На рис. 2.6 представлены способы распространения ультразвукового импульса между преобразователями.
46
Скорость распространения ультразвуковой волны в материале за-
Характеристики
TICO
Pundit Lab
Диапазон измерений, мкс
15—6550
0,1—9999
Разрешение, мкс
0,1
Память, количество
измерений
250
500
Питание
автономное
Габаритные размеры, мм
325 × 295 × 105
172 × 55 ×220
Масса, кг 3 1,316
ЖК-дисплей, мм
128 × 128
79 × 21
Рис. 2.6. Ультразвуковые приборы: — TICO; — Pundit Lab
висит от его плотности и упругости. Метод, предусмотренный данным
стандартом, позволяет определить следующие показатели бетона: однородность; наличие пустот, трещин и дефектов, возникших в результате пожара или воздействия мороза; модуль упругости; прочность.
Скорость распространения импульса зависит не только от качества
бетона, но также от других факторов: температуры, влажности, расположения арматуры и т.д. Совокупность этих факторов определяется с
помощью поправочного коэффициента, соответствующего каждому
конкретному прибору.
2.4.2. Приборы и оборудование
Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения скорости распространения ультразвука в бетоне
(табл. 2.3, рис. 2.6).
Типы и технические характеристики
ультразвуковых приборов TICO, Pundit Lab
47
Таблица 2.3
2.5. ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ БЕТОНА НА СЖАТИЕ
Класс
прочности
по EN 206-1
Отношение прочности на
сжатие бетона в конструк-
ции к характеристической
прочности стандартных
образцов
Характеристическая минимальная
прочность на сжатие бетона
в конструкции, Н/мм
2
f
ck,is,цилиндр*
f
ck,is,кубик**
C8/10
0,85 7 9
C12/15
0,85
10
13
C16/20
0,85
14
17
C20/25
0,85
17
21
C25/30
0,85
21
26
C30/37
0,85
26
31
C35/45
0,85
30
38
C40/50
0,85
34
43
C45/55
0,85
38
47
C50/60
0,85
43
51
C55/67
0,85
47
57
C60/75
0,85
51
64
C70/85
0,85
60
72
C80/95
0,85
68
81
C90/105
0,85
77
89
C100/115
0,85
85
98
В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
2.5.1. Общие положения
Оценка прочности на сжатие конструкций и элементов сборного
бетона в реальных условиях проводится в соответствии с EN 13791.
Стандарт 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 ре-
зультатами 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.
Характеристическая прочность на сжатие бетона в конструкциях
относительно классов прочности на сжатие представлена в табл. 2.4.
Характеристическая прочность на сжатие бетона в конструкции
для классов прочности по EN 206-1
Таблица 2.4
48
*f
ck,is,цилиндр
— характеристическая прочность на сжатие бетона в кон-
струкции при указании эквивалентной прочности кубика с длиной ребра 150 мм;
**f
— характеристическая прочность на сжатие бетона в кон-
ck,is,кубик
струкции при указании эквивалентной прочности цилиндра размером
150 мм × 300 мм.
.
1.
2. γc EN 1992-1-1.
2.5.2. Оценка характеристической прочности на сжатие бетона
в конструкциях посредством испытаний бурового керна
Испытательные образцы — буровые керны необходимо отбирать,
проверять и подготавливать по стандарту EN 12504-1 и испытывать по
стандарту EN 12390-3. Перед испытаниями их необходимо выдержать
3 дня в лабораторных климатических условиях.
Факторы, влияющие на прочность на сжатие бурового керна:
свойства бетона:
влажность: содержание влаги в буровом керне влияет на из-
меренную прочность на сжатие; прочность на сжатие бурового
керна, пропитанного водой, на 10—15 % ниже, чем прочность ана-
логичного керна, высушенного на воздухе;
пористость: с увеличением пористости прочность бетона на
сжатие уменьшается; увеличение пористости на 1 % снижает проч-
ность на сжатие на 5—8 %;
направление испытаний по отношению к направлению уклад-
ки бетона: значение прочности на сжатие бурового керна, отобран-
ного в вертикальном направлении укладки бетона может быть
больше прочности на сжатие бурового керна, взятого из этого же
бетона в горизонтальном направлении (разница составляет обычно
от 0 % до 8 %);
пустоты: пустоты в буровых кернах могут образовываться по
разным причинам, например, скопление воды под плоскозерни-
стыми частицами или горизонтальная арматура, а также пустоты,
возникшие вследствие местных расслоений смеси;
переменные величины:
диаметр бурового керна влияет как на значение прочности на
сжатие, так на дисперсию значений: прочность на сжатие бурового
керна, отобранного в горизонтальном направлении, диаметр и вы-
49
сота которого равны 100 мм, соответствует прочности на сжатие
кубических испытательных образцов с длиной ребра в 150 мм; для
буровых кернов диаметром < 100 мм дисперсия значений прочно-
сти на сжатие обычно больше; для буровых кернов диаметром в 50
мм целесообразно применять в три раза больше буровых кернов,
чем для испытаний буровых кернов диаметром в 100 мм; для буро-
вых кернов диаметром от 100 мм до 50 мм необходимо провести
линейную интерполяцию; дисперсия значений измеренной прочно-
сти на сжатие увеличивается с уменьшением соотношения диамет-
ра к максимальной величине зерен;
соотношение длина/диаметр керна (l/d) влияет на значение
прочности на сжатие; прочность уменьшается при l/d > 1 и увели-
чивается при l/d < 1.
плоскостность торцовых поверхностей: отклонения от плос-
костности снижают значение прочности на сжатие; допустимое от-
клонение от плоскостности должно быть таким же, как и для стан-
дартных испытательных образцов, т.е. соответствовать требованиям
стандарта EN 12390-1;
выравнивающий слой с низкой прочностью на торцевых по-
верхностях снижает прочность на сжатие; рекомендуется шлифо-
вать торцевые поверхности;
влияние бурения: буровые работы в молодом бетоне или в бе-
тоне с низкой прочностью могут снизить прочность конструкции;
арматура: буровые керны, применяемые для измерения проч-
ности на сжатии бетона, не должны содержать стержней арматуры.
Количество буровых кернов, отбираемых из области проверки,
зависит от количества бетона и цели испытания на буровом керне.
Оценка прочности на сжатие бетона в конструкции в определенной
области проверки должна быть основана на результатах испытаний
минимум 3 буровых кернов.
2.5.3. Оценка характеристической прочности бетона
на сжатие в конструкции
применяется в случаях, когда для испытания отобраны
минимум 15 буровых кернов.
Характеристическая прочность на сжатие области испытаний явля-
ется наименьшей из двух следующих значений:
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]