Методы и приборы неразрушающего контроля бетона

Для оценки состояния бетонных конструкций необходим всесторонний анализ факторов, влияющих на их эксплуатационные характеристики, такие как прочность, толщина защитного слоя, диаметр арматуры, теплопроводность, влажность, адгезия покрытий и т.д. Неразрушающие методы контроля особенно актуальны, когда характеристики бетона и арматуры неизвестны, а объёмы контроля значительны. Методы НК дают возможность контроля как в лабораторных условиях, так и на строительных площадках в процессе эксплуатации.

В чём плюсы неразрушающего контроля:

• Возможность не организовывать на площадке лабораторию оценки бетона.
• Сохранение целостности проверяемой конструкции.
• Сохранение эксплуатационных характеристик сооружений.
• Широкая сфера применения.

При всем многообразии контролируемых параметров контроль прочности бетона занимает особое место, поскольку при оценке состояния конструкции определяющим фактором является соответствие фактической прочности бетона проектным требованиям.

Процедура обследований регламентирована ГОСТ 22690-2015 и ГОСТ 17624-2012. Общие правила проверки качества бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Неразрушающий контроль прочности бетона подразумевает применение механических методов (удар, отрыв, скол, вдавливание) и ультразвукового сканирования.

Контроль прочности готовых бетонных конструкций как правило проводится по графику, в установленном проектом возрасте, либо при необходимости, например, когда планируется реконструкция. Контроль прочности строящихся конструкций даёт возможность оценить распалубочную и отпускную прочность, сравнить реальные характеристики материала с паспортными.

Методы неразрушающего контроля прочности бетона делят на две группы.

Прямые (методы местных разрушений)	Косвенные
Скалывание ребра Отрыв со скалыванием Отрыв металлических дисков	Ударный импульс Упругий отскок Пластическая деформация Ультразвуковое обследование

Прямые методы испытания бетона (методы местных разрушений)

Методы местных разрушений относят к неразрушающим условно. Их основное преимущество – достоверность. Они дают настолько точные результаты, что их используют для составления градуировочных зависимостей для косвенных методов. Испытания проводятся по ГОСТ 22690-2015.

Метод	Описание	Плюсы	Минусы
Метод отрыва со скалыванием	Оценка усилия, которое требуется, чтобы разрушить бетон, вырывая из него анкер (видео).	— Высокая точность. — Наличие общепринятых градуировочных зависимостей, зафиксированных ГОСТом.	— Трудоёмкость. — Невозможность использовать в оценке прочности густоармированных сооружений, сооружений с тонкими стенами.
Скалывание ребра	Измерение усилия, которое требуется, чтобы сколоть бетон на углу конструкции. Метод применяется для исследования прочности линейных сооружений: свай, колонн квадратного сечения, опорных балок.	— Простота использования. — Отсутствие предварительной подготовки.	— Не применим, если слой бетона меньше 2 см или существенно повреждён.
Отрыв дисков	Регистрация усилия для разрушения бетона при отрыве от него металлического диска. Способ широко использовался в советское время, сейчас почти не применяется из-за ограничений по температурному режиму.	— Подходит для проверки прочности густоармированных конструкций. — Не такой трудоёмкий, как отрыв со скалыванием.	— Необходимость подготовки: диски нужно наклеить на бетонную поверхность за 3-24 часа до проверки.

 

Основные недостатки методов местных разрушений – высокая трудоёмкость, необходимость расчёта глубины прохождения арматуры, её оси. При испытаниях частично повреждается поверхность конструкций, что может повлиять на их эксплуатационные характеристики.

Косвенные методы испытания бетона

В отличие от методов местных разрушений, методы, основанные на ударно-импульсном воздействии на бетон, имеют большую производительность. Однако, контроль прочности бетона ведется в поверхностном слое толщиной 25-30 мм, что ограничивает их применение. В упомянутых случаях необходима зачистка поверхности контролируемых участков бетона или удаление поврежденного поверхностного слоя.

Неразрушающий контроль прочности бетона на заводах ЖБИ и в строительных лабораториях осуществляется после приведения градуировочных зависимостей приборов в соответствие с фактической прочностью бетона по результатам испытания контрольных партий в прессе.

Метод	Описание	Плюсы	Минусы
Ударного импульса	Регистрация энергии, которая появляется при ударе специального бойка. Для обследований используется молоток Шмидта. Как работает молоток Шмидта	— Компактное оборудование. — Простота. — Возможность одновременно устанавливать класс бетона.	— Относительно невысокая точность
Упругого отскока	Измерение пути бойка при ударе о бетон. Для обследования используют склерометр Шмидта и аналогичные устройства.	— Простота и скорость исследования.	— Жёсткие требования к процедуре подготовки контрольных участков. — Техника требует частой поверки.
Пластической деформации	Измерение отпечатка, оставшегося на бетоне при ударе металлическим шариком. Метод устаревший, но используется часто. Для оценки применяют молоток Кашкарова и аппараты статического давления. Оценка прочности бетона молотком Кашкарова.	— Доступность оборудования. — Простота.	— Невысокая точность результатов.
Ультразвуковой метод	Измерение скорости колебаний ультразвука, проходящего сквозь бетон.	— Возможность проводить массовые изыскания неограниченное число раз. — Невысокая стоимость исследований. — Возможность оценить прочность глубинных слоёв конструкции.	— Повышенные требования к качеству поверхности. — Требуется высокая квалификация сотрудника.

 

Метод ударного импульса

Метод ударного импульса – самый распространённый среди неразрушающих методов из-за простоты измерений. Он позволяет определять класс бетона, производить измерения под разными углами к поверхности, учитывать пластичность и упругость бетона.

Суть метода. Боёк со сферическим ударником под действием пружины ударяется о поверхность. Энергия удара расходуется на деформации бетона. В результате пластических деформаций образуется лунка, в результате упругих возникает реактивная сила. Электроме¬ханический преобразователь превращает механическую энергию удара в эле¬ктрический импульс. Результаты выдаются в единицах измерения прочности на сжатие.

К достоинствам метода относят оперативность, низкие тру¬дозатраты, отсутствие сложных вычислений, слабую за¬висимость от состава бетона. Недостатком считается определение прочности в слое глубиной до 50 мм.

Метод упругого отскока

Метод упругого отскока заимствован из практики определения твёрдости металла. Для испытаний применяют склерометры – пружинные молотки со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок после удара. Шкала со стрелкой фиксирует путь ударника при отскоке. Прочность бетона определяют по градуировочным кривым, которые учитывают положение молотка, так как величина отскока зависит от его направления. Среднюю величину вычисляют по данным 5-10 измерений, выполненных на определённом участке. Расстояние между местами ударов – от 30 мм.

Диапазон измерений методом упругого отскока – 5-50 МПа. К достоинствам метода относят простоту и скорость измерений, возможность оценки прочности густоармированных конструкций. Ключевые недостатки такие же, как у других ударных методов: контроль прочности в поверхностном слое (глубина 20-30 мм), необходимость частых поверок (каждые 500 ударов), построение градуировочных зависимостей.

Ниже представлены измерители прочности бетона, работающие по принципу ударного импульса, из ассортимента нашей компании

Метод пластической деформации

Метод пластической деформации считается одним из самых дешёвых. Его суть – в определении твёрдости поверхности посредством измерения следа, который оставляет стальной шарик/стержень, встроенный в молоток. При проведении испытаний молоток располагают перпендикулярно поверхности бетона и совершают несколько ударов. С помощью углового масштаба измеряют отпечатки на бойке и бетоне. Для облегчения измерений диаметров используют листы копировальной или белой бумаги. Полученные характеристики фиксируют и вычисляют среднее значение. Бетонная прочность определяется по соотношению размеров отпечатков.

Принцип действия приборов для испытаний методом пластических деформаций основан на вдавливании штампа при помощи удара либо статического давления. Устройства статических давлений применяются ограниченно, более распространены приборы ударного действия – ручные и пружинные молотки, маятниковые устройства с шариковым/дисковым штампом. Твёрдость стали штампов минимум HRC60, диаметр шарика — минимум 10 мм, толщина диска — не меньше 1 мм. Энергия удара должна быть равна или больше 125 H.

Метод прост, может применяться в густоармированных конструкциях, отличается быстротой, но подходит для оценки прочности бетона не больше М500.

Ультразвуковое обследование

Ультразвуковой метод – это регистрация скорости прохождения ультразвуковых волн. По технике проведения испытаний можно выделить сквозное ультразвуковых прозвучивание, когда датчики располагают с разных сторон тестируемого образца, и поверхностное прозвучивание, когда датчики расположены с одной стороны. Сквозной метод позволяет, в отличие от всех остальных методов НК прочности, контролировать прочность в приповерхностных и глубоких слоях конструкции.

Ультразвуковые приборы неразрушающего контроля бетона могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины  и поиска арматуры в бетоне. Они позволяют многократно проводить массовые испытания изделий любой формы, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности.

На зависимость «прочность бетона – скорость ультразвука» влияют количество и состав заполнителя, расход цемента, способ приготовления бетонной смеси, степень уплотнения бетона. Недостатком метода считается довольно большая погрешность при переходе от акустических характеристик к прочностным.

Ниже даны ссылки на приборы неразрушающего контроля бетона, представленные в ассортименте нашей компании.

Кроме перечисленных способов контроля прочности существуют менее распространённые. На стадии экспериментального использования метод электрического потенциала, инфракрасные, вибрационные, акустические методы.

Опыт ведущих специалистов по неразрушающему контролю прочности бетона показывает, что в базовый комплект специалистов, занятых обследованием, должны входить приборы, основанные на разных методах контроля: отрыв со скалыванием (скалывание ребра), ударный импульс (упругий отскок, пластическая деформация), ультразвук, а также измерители защитного слоя и влажности бетона, оборудование для отбора образцов.

Погрешность методов неразрушающего контроля прочности бетона:

№	Наименование метода	Диапазон применения*, МПа	Погрешность измерения**
1	Пластическая деформация	5 … 50	± 30 … 40%
2	Упругий отскок	5 … 50	± 50%
3	Ударный импульс	10 … 70	± 50%
4	Отрыв	5 … 60	нет данных
5	Отрыв со скалыванием	5 … 100	нет данных
6	Скалывание ребра	10 … 70	нет данных
7	Ультразвуковой	10 … 40	± 30 … 50%
* по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690; ** источник: Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов. М., Стройиздат, 1974. 292 с.

Процедура оценки

Общие правила контроля прочности бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Требования к контрольным участкам приведены в следующей таблице:

Метод	Общее число измерений на участке	Минимальное расстояние между местами измерений на участке, мм	Минимальное расстояние от края конструкции до места измерения, мм	Минимальная толщина конструкции, мм
Упругий отскок	9	30	50	100
Ударный импульс	10	15	50	50
Пластическая деформация	5	30	50	70
Скалывание ребра	2	200	-0	170
Отрыв	1	2 диаметра диска	50	50
Отрыв со скалыванием при рабочей глубине заделки анкера: 40 мм < 40 мм	1 2	5h	150	2h

Наиболее сложными для контроля бетонных конструкций являются случаи воздействия на них агрессивных факторов: химических (соли, кислоты, масла), термических (высокие температуры, замораживание в раннем возрасте, переменное замораживание и оттаивание), атмосферных (карбонизация поверхностного слоя). При обследовании необходимо визуально, простукиванием, либо смачиванием раствором фенолфталеина (случаи карбонизации бетона), выявить поверхностный слой с нарушенной структурой. Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона в этих случаях необходимо определять преимущественно методами местных разрушений или путём отбора образцов. При использовании ударно-импульсных и ультразвуковых приборов шероховатость поверхности не должна превышать Ra 25.

Прочность бетона по маркам:

Класс бетона (В) по прочности на сжатие	Ближайшая марка бетона (М) по прочности на сжатие	Средняя прочность бетона данного класса кгс/см²	Отклонения ближайшей марки бетона от средней прочности бетона этого класса,%
В3,5	М50	45,84	+9,1
В5	М75	65,48	+14,5
В7,5	М100	98,23	+1,8
В10	М150	130,97	+14,5
В12,5	М150	163,71	-8,4
В15	М200	196,45	+1,8
В20	М250	261,94	-4,6
В22,5	М300	294,68	+1,8
В25	М350	327,42	+6,9
В27,5	М350	360,16	-2,8
В30	М400	392,90	+1,8
В35	М450	458,39	-1,8
В40	М500	523,87	-4,6
В45	М600	589
В50	М650	655
В55	М700	720
В60	М800	786

Измерение защитного слоя и диаметра арматуры

Основная задача защитного слоя – обеспечить надежное сцепление бетона с арматурой на этапах монтажа и эксплуатации бетонной конструкции. Кроме того, он выполняет функцию защиты от перепадов температур, повышенной влажности, агрессивных химических реагентов. Толщина защитного слоя бетона диктуется условиями эксплуатации конструкции, видом и диаметром используемой арматуры.

При создании защитного слоя бетона руководствуются указаниями СНиП 2.03.04-84 и СП 52-101-2003. Контроль толщины защитного слоя проводится по ГОСТ 22904-93.

Для оперативного контроля качества армирования железобетонных конструкций и определения толщины защитного бетонного слоя используют приборы для поиска арматуры в бетоне — локаторы арматуры. Они работают по принципу импульсной магнитной индукции. Помимо измерения толщины защитного слоя, измеритель способен поиск арматуры в бетоне и определять наличие арматуры на определенном участке, фиксировать сечение, диаметр и другие параметры арматурных включений.

Оборудование для измерения толщины защитного слоя и оценки расположения арматуры

Неразрушающий контроль влажности

Влажность бетона оценивают по ГОСТ 12730.0-78: Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости. Некоторое количество влаги (в ячеистом бетоне до 30–35%) остаётся в стройматериалах в ходе производственного процесса (технологическая влага). В нормальных условиях содержание влаги в бетонных конструкциях в течение первого отопительного периода сокращается до 4-6% по весу.

Для получения полной картины целесообразно использовать несколько различных по физическому принципу методов оценки. Для измерения влажности бетона применяют влагомеры или измерители влажности. Принцип действия влагомера основан на зависимости диэлектрической проницаемости материала и содержания в нем влаги. Следует учитывать, что содержание влаги в бетоне отличается от ее содержания на поверхности. Методы измерения на поверхности дают результат для глубины до 20 мм и не всегда отражают реальное положение вещей.

Оборудование для измерения влажности и проницаемости бетона

Адгезия защитных и облицовочных покрытий

Адгезия измеряется при помощи прямых (с нарушением адгезионного контакта), неразрушающих (с измерением ультразвуковых или электоромагнитных волн) и косвенных (характеризующих адгезию лишь в сопоставимых условиях) методов. Наиболее распространен метод оценки с помощью адгезиметра. Методика оценки установлена ГОСТ 28574-2014: Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий.

Оценка бетона с помощью адгезиметра проводится при диагностике повреждений покрытия, контроле качества антикоррозийных работ, а также при проверке качества строительных материалов. Интенсивность адгезии определяется давлением отрыва, которое следует приложить к покрытию (штукатурке, краске, герметику и т.д.), чтобы отделить его от бетонной основы.

Оборудование для измерения адгезии

Морозостойкость

В большинстве нормативных документов устойчивость покрытий и изделий из застывшей смеси определяется количеством переходов через нулевую отметку, после которого начинается падение эксплуатационных характеристик. Морозостойкость бетона – способность выдерживать температурные перепады, а также количество циклов заморозки и оттаивания бетонной смеси. В ГОСТ 10060-2012 выделяют 11 марок бетона с различной морозостойкостью, которая имеет градацию на циклы от F50 до F1000.

Группы бетонов по морозостойкости

Группа морозостойкости	Обозначение	Примечание
Низкая	менее F50	Не находит широкого использования
Умеренная	F50 – F150	Морозостойкость и водонепроницаемость бетона этой группы имеет оптимальные показатели. Такие смеси встречаются наиболее часто.
Повышенная	F150 – F300	Морозостойкость бетонной смеси в этом диапазоне дает возможность эксплуатировать здания в достаточно суровых условиях.
Высокая	F300 – F500	Такие растворы требуются в особых случаях, например, при эксплуатации с переменным уровнем влаги.
Особо высокая	более F500	Бетон морозостойкий получается впрыскиванием особых добавок. Применяется при сооружении конструкций на века.

Дополнительная информация

Морозостойкость бетона оценивают ультразвуковыми методами по ГОСТ 26134-2016. Ультразвуковая диагностика отличается невысокой стоимостью, даёт возможность проводить обследования неограниченное число раз. При этом предъявляются высокие требования к качеству бетонной поверхности и квалификации сотрудника.

Подробную консультацию по контролю бетонных сооружений вы можете получить у наших специалистов по телефонам +7 (495) 972-88-55, +7 (495) 660-49-68.

Оборудование для неразрушающего контроля бетона можно купить с доставкой до двери либо до терминалов транспортной компании в городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города. А так же Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.

www.ntcexpert.ru

Неразрушающие методы контроля и исследования бетона

15.10.2018г.

Определение показателя прочности на усилие сжатия производится путем расчета по формулам и графикам, указанным в ГОСТ 22690-88, а также с использованием графиков прилагаемых производителями приборов. И в ГОСТе, и в графиках производителя указываются градуировочные зависимости между самим параметром прочности и его косвенным значением.  

Получение показаний приборами производится при исследовании самой строительной конструкции. Кроме этого, могут проводиться и испытания полученных из конструкции проб.  Это необходимо для получения показаний прочности на сложно доступных участках, а также при отрицательных температурах наружной среды. Полученные пробы заливаются бетонным раствором прочностью не менее 50% от прочности пробы. Для этого удобно использовать типовые формы согласно ГОСТ 10180-2012. Порядок размещения проб после заливки указан на рис.1.

Рис.1. 1 — проба бетона; 2 — наиболее удобная для испытания сторона пробы; 3 — раствор, в котором закреплена проба

Как уже говорилось выше, приборы для проведения неразрушающего контроля имеют собственные графики градуировочной зависимости или базовые настройки для исследований тяжелого бетона средних марок.

Для получения показаний прочности конструкций возможно использование технологий упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации.  Получение точного значения производится с помощью градуировочной зависимости определенной для бетона, разнящегося с испытываемым своим составом, условиями застывания, возрастом или влажностью. Уточнение значений производится по методике указанной в пр. 9. ГОСТ 22690-88.

Для определения показателей прочности ультразвуковым способом необходима градуировка и корректировка данных полученных прибором согласно ГОСТ 17624 и ГОСТ 24332. В таблице 1 приведены данные расстояний между точками испытаний и количество испытаний для различных методик неразрушающего контроля.

Таблица 1

Наименование метода	Число испытаний на участке	Расстояние между местами испытаний, мм	Расстояние от края конструкции до места испытаний, мм	Толщина конструкции
Упругий отскок	5	30	50	100
Ударный импульс	10	15	50	50
Пластическая деформация	5	30	50	70
Скалывание ребра	2	200	—	170
Отрыв	1	2 диаметра диска	50	50
Отрыв со скалыванием	1	5 глубин вырыва	150	Удвоенная глубина установки анкера

 

Испытание методом упругого отскока

Методика определения прочности конструкции требует расстояния между точками приложения усилий и арматурой не менее 50 мм. Процесс испытания состоит из следующих этапов:

• Размещение прибора на поверхности конструкции таким образом, чтобы направление усилия шло под углом 90°.
• Относительно горизонтали прибор располагается таким же образом, как и при испытании образцов для определения градуировки. Если выбирается иная точка установки, то необходимо внесение  поправок в соответствии с рекомендациями производителя прибора.
• Определяется косвенная характеристика.
• Производится расчет косвенной характеристики на участке конструкции.

Определение прочности на усилие сжатия прибором «Склерометр — Schmidt тип N»

Склерометр – это прибор для замера показаний прочности бетона и бетонного раствора с посредством методики упругого отскока в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88. Границы замеров для данной методики составляют от 5 до 50 МПа (для марок М50 — М500).

Прибор состоит из ударного механизма и стрелки-индикатора, помещенных в корпус цилиндрической формы. Замер проводится приведением в действие ударного механизма. Величина отскока бойка прибора фиксируется стрелкой. Полученный показатель твердости при ударе переводится в показатель прочности с помощью графика, прилагаемого к склерометру. График составлен на основании сопоставления показаний разрушающих измерений на пробах кубической формы путем раздавливания в прессе и испытаний склерометром. 

Отрыв со скалыванием

Для проведений испытаний по методике отрыва со скалыванием точки закладки анкеров должны располагаться в зонах минимального напряжения от действующих на конструкцию нагрузок или минимального усилия обжатия предварительно напряженной арматуры.

Процесс замера состоит из следующих этапов:

• Если лепестковый анкер не был заложен до бетонирования, то проводится бурение отверстия или пробивка шпура размером и глубиной соответствующим требованиям используемого прибора.
• Анкерное устройство крепится в отверстии или шпуре.
• Производится соединение прибора и заложенного анкера.
• Приводится в действие прибор, начиная с минимальной нагрузки на отрыв с последующим увеличением со скоростью от 1,5 до 3 кН/с.
• После отрыва фиксируются показатели приложенного усилия и минимальная с максимальной глубины скалывания. Точность замера глубин должна составлять не менее 1 мм.

Таким способом определяется точный показатель прочности бетона за исключением случаев:

• если разница максимальной и минимальной величин скалывания между границами разрушения и поверхностью разнятся более чем в 2 раза;
• разница между глубинами вырыва и заделки отличается более чем на 5%.

При указанных выше факторах применение итогов допускается только для примерной оценки.

Рекомендуется применение анкерных устройств в соответствии с приложением 2. ГОСТ 22690-88 для которых определена следующая градуировочная зависимость (пр. 5.).

ПРИЛОЖЕНИЕ

В случае применения  согласно ГОСТ 22690-88 анкерных устройств, показатель прочности бетона R, МПа определяется по формуле перевода разрушающего усилия (Р) полученного в ходе испытаний к прочности на сжатие:

R = m1 * m2 *P,

где:

m1 – коэффициент учета предельного размера большого заполнителя. Принимается равным 1 при крупности до 50 мм, 1.1 – при крупности от 50 мм.;

m2 – коэффициент перевода к прочности на сжатие, находится в зависимости от марки бетона и обстоятельств его затвердевания.

При замерах тяжелого бетона прочностью от 10 МПа и керамзитового бетона прочностью от 5 — 40 МПа показатель m2 принимается равным в соответствии с таблицей 2

Таблица 2

Условие твердения бетона	Тип анкерного устройства	Предполагаемая прочность бетона, МПа	Глубина заделки анкерного устройства, мм	Значение коэффициента m2 для бетона
				тяжелого	легкого
Естественное	I	? 50	48	1,1	1,2
		> 50	35	2,4	—
	II	? 50	48	0,9	1,0
		> 50	30	2,5	—
	III	? 50	35	1,5	—
Тепловая обработка	I	? 50	48	1,3	1,2
		> 50	35	2,6	—
	II	? 50	48	1,1	1,0
		> 50	30	2,7	—
	III	? 50	35	1,8	—

 

Прибор для замера показателя прочности бетона методом отрыва со скалыванием «Оникс-ОС»

Для проведения замеров необходим участок ровной поверхности размером 200х200 мм. В центре участка пробивается или пробуривается (шлямбургом или электромеханическим инструментом) отверстие глубиной 55×10-3 м строго перпендикулярно поверхности конструкции с отклонением не более 1 градуса.

Процесс измерения состоит из следующих этапов:

• В отверстие соответствующее вышеуказанным параметрам закладывается анкер, состоящий из конуса и трех сегментов.
• Закручивается гайка-тяга с усилием необходимым для предотвращения проскальзывания анкера.
• Опора устройства до упора закручивается в рабочий цилиндр.
• Винт насоса устанавливается в верхнее положение.
• Устройство подсоединяется к гайке-тяге.
• Опора вкручивается до плотного соприкосновения с поверхностью конструкции.
• Анкерное устройство вырывается путем вращения ручки насоса.
• Определяется разрушающее усилие визуальным методом по показаниям давления на манометре. Точность должна составлять до 2,5 кгс/см2.

Очень важно чтобы при проведении испытаний не производилось проскальзывание анкерной конструкции. Итоги замера не учитываются при проскальзывании более 5х10-3 м. Не допустимо повторное использование отверстия т. к. это может привести к некорректным результатам.

Определение глубины скалывания определяется с помощью двух линеек. Первая располагается ребром на испытуемой поверхности, второй определяется глубина. 

Ультразвуковой метод определения прочности бетона

Определение прочностных показателей бетона ультразвуковым методом производится на основании существующих зависимостей между скоростью распространения звуковых волн и прочность материала. Для этого используются специальные градуировочные зависимости между скоростью ультразвука и прочностью или между временем распространения и прочностью. Выбор зависимости основан на технологии ультразвукового сканирования.

Для ультразвукового исследования используются методики сквозного или поверхностного прозвучивания. Для сборных строительных конструкций, таких как колоны, ригели, балки и т. д. применяется сквозная методика ультразвукового сканирования с направлением волн в поперечном направлении. При наличии затруднений со сквозным сканированием в силу конструктивных особенностей, а также для стеновых панелей, ребристых плоских панелей и др. плоских стройконструкций применяется поверхностное сканирование. База прозвучивания устанавливается как и на пробах при установке градуировочной зависимости.

Между поверхностями прибора и стройконструкций обеспечивается плотный акустический контакт с помощью технического вазелина и др. вязких материалов. От выбора методики прозвучивания зависит определение градуировочной зависимости. При сквозном определяется зависимость прочности от скорости прохождения звуковой волны, при поверхностном – зависимость прочности от времени её прохождения.  При поверхностном сканировании возможно использование соотношения «скорость-прочность» с применением коэффициента перехода (пр. 3.).

Время прохождения звуковой волны через материал определяется при направлении под прямым углом к уплотнению при расстоянии от 30 и более мм от края исследуемой поверхности строительной конструкции. Также обязательным является направление волны под прямым углом к заложенной в конструкции арматуре при её концентрации в зоне исследований не более 5% от объёма железобетона.  Возможно направление волны параллельно арматуре при расстоянии от арматуры не меньше чем 60% от длины базы.

 

Пульсар 1.2

Рис. 2. Внешний вид прибора Пульсар-1.2: 1 — вход приемника;
 2 — выход излучателя

В состав прибора Пульсар (рис. 2.) входит электронный блок и ультразвуковые преобразователи. Последние могут быть раздельными или объединенными в единый блок. Электронный блок оснащен клавиатурой и дисплеем, имеются разъёмы для подключения блока поверхностного сканирования или отдельных ультразвуковых преобразователей для сквозного сканирования. Прибор также оснащен USB-разъёмом для подключения к информационно-вычислительным системам. Доступ к автономным источникам питания производится через крышку в нижней части.

Функции прибора основана на замере времени преодоления  ультразвукового импульса через исследуемый материал  от излучателя к приемнику. Скорость (V) прохождения волны определяется по формуле:

V=N/t

где:

N – расстояние от излучателя до приемника;

t – время прохождения волны.

Максимально точный показатель определяется как результат обработки данных после шести измерений. Проводится от 1 до 10 измерений с определением среднего значения, а также с учетом двух коэффициентов – вариации и неоднородности.

Скорость прохождения ультразвуковой волны через исследуемый бетон зависит от показателей:

• плотность и упругость;
• присутствие либо отсутствие дефектов (трещин и пустот), от которых зависят прочностные свойства и качество материала.

Исходя из этого, сканируя ультразвуком элементы стройконструкций возможно получение информации о:

• прочностных показателях;
• монолитности структуры;
• параметрах модулей плотности и упругости;
• наличии/отсутствии изъянов, а также об их местонахождении и конфигурации;
• форме А-сигнала.

Возможно проведение исследований с применением смазки и посредством сухого контакта см. рис. 3.

Рис. 3. Варианты прозвучивания

Прибор «Пульсар» производит фиксацию и визуализацию ультразвуковых импульсов, оснащен цифровыми и аналоговыми фильтрами для отсеивания помех. При  работе в режиме осциллографа есть возможность визуального наблюдения за сигналами на дисплее, оператор может самостоятельно устанавливать курсор в положение контрольной метки первого вступления, изменять увеличение измерительного тракта,  сдвигать ось времени для изучения импульсов первого вступления и огибающей.

Оформление полученных данных прочности конструкций методами неразрушающего контроля

Итоги проведенных испытаний заносятся в журнал в котором указываются:

• название стройконструкции, номер исследуемой партии;
• вид исследуемой прочности и ее необходимый параметр;
• параметры бетона;
• наименование применяемой методики исследований,  модель используемого прибора и его заводской номер;
• средний косвенный показатель прочности и должное значение прочности материала;
• данные об применении корректирующих коэффициентов;
• итоговые показатели прочности;
• данные о лицах проводившие испытания и их подпись, дата проведения испытаний.

Для определения прочности ультразвуковым методом необходимо использовать форму, указанную в пр. №8-9, ГОСТ 17624-87 «БЕТОНЫ. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ»

 

Ударно-импульсный метод определения прочности бетона

Установление марки бетона  посредством  технологии ударно-импульсного исследования производится прибором ИПС-МГ4.01 в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88.

Технические характеристики прибора ИПС-МГ4.01:

Пределы замеров прочности, МПа	3…100
Величина погрешности замера, %	± 10
Количество сохраняемых в памяти прибора показаний замеров	500
Количество индивидуальных градуировочных зависимостей, шт.	9
Количество базовых градуировочных зависимостей, шт.	1

Принцип работы ударно-импульсного оборудования заключается в проверке показателей твердости и упругости строительной конструкции  с помощью ударного импульса. Для этого проводится серия ударов (15 шт.) в одно место поверхности стройконструкции. Далее прибор производит пересчет полученных значений и определяет средний показатель. На основании полученного показателя и определяется фактическая марка бетона строительной конструкции.

Главным достоинством данной методики является его простота и возможность работы в сложных условиях. Однако следует учитывать, что полученных данных недостаточно для экспертной оценки прочности бетона.  Для этого необходимы другие методики контроля, в частности отрыв со скалыванием.

ic-lsk.ru

Методы испытания бетона на морозостойкость и водонепроницаемость

Оглавление:

Классификация методов испытания бетона

Испытание бетона на морозостойкость

Итоги

---

Испытание бетона – важный этап строительных работ. Оно необходимо для определения свойств застывшего раствора и их соответствия заявленным характеристикам. Испытания образцов бетона нужны, чтобы точно установить прочность и износостойкость будущего объекта. Существует несколько разных методов испытания бетона. Их мы и разберем в этой статье.

Классификация методов испытания бетона

Главная характеристика, которая определяет качество бетона – прочность. Чтобы оценить этот показатель используют различные методы испытания бетона на прочность. Условно их можно разделить на две группы: разрушающие и неразрушающие.

1. Разрушающие. Этот способ подразумевает использование контрольных образцов, которые готовят в полностью аналогичных для исследуемого объекта условиях. В некоторых случаях состав для испытанный берут непосредственно из монолита строительного объекта. Полученную пробу проверяют на сжатие под специальным пневматическим прессом, а затем при помощи математических расчетов вычисляют класс прочности состава. Разрушающие способы считаются наиболее точными.
2. Неразрушающие испытания бетона бывают косвенными и прямыми. В зависимости от приборов, которые используются при проверке выделяют и дополнительную классификацию, например, метод с пластической деформацией, метод с упругим отскоком, метод со скалыванием и т.д.

К первому типу испытаний бетона неразрушающим методом, его еще называют физическим, относятся различные способы с применением ультразвука, магнита, рентгена и других воздействий. Они называются косвенными, потому что измеряют прочность состава через другие физические параметры и требуют сложных расчетов.

Для испытания образцов бетона прямым или механическим неразрушающим способом применяют молоток Кашкарова. Прибором наносят серию ударов, а затем измеряют диаметр получившихся вмятин. Среднее значение этого показателя и будет служить основанием для определения марки прочности состава.

Испытание бетона неразрушающим методом считается менее точным. Впрочем, современное специализированное оборудование постепенно сводит процент погрешности к минимуму.

При испытаниях бетона обязательно учитываются нормативы ГОСТа. Строгие стандарты позволяют однозначно трактовать результаты исследований. Испытания бетона неразрушающим методом по ГОСТу позволяют проанализировать прочность конструкции, не создавая видимых повреждений, и не влияя на несущую способность.

Испытание бетона на морозостойкость

Кроме разрушающих и неразрушающих испытаний бетона на прочность проводят также контроль состава на морозоустойчивость. Эта характеристика показывает насколько надежным будет строительный материал, если использовать его для работы при низких температурах.

Чтобы оценить морозостойкость раствора, технологи исследуют, насколько он выдерживает давление при нескольких циклах заморозки-разморозки, анализируют коэффициент расширения внутри состава.

Для этой цели также можно использовать разные методы испытания бетона. Самый распространенный анализ морозостойкости основан на ускорении процесса заморозки:

1. При приготовлении бетона воду заменяют раствором сульфата и хлорида натрия. Получившийся состав замораживают до температуры около -50° С.
2. Спустя некоторое время образец размораживают, и оцениваю его состояние.
3. На последнем этапе выполняются расчеты, которые опираются на взаимосвязь между внутренней структурой материала и его коэффициенту морозоустойчивости.

Результаты исследования используются для того, чтобы сделать бетон более крепким. Для морозостойкости используют специальные добавки, повышают плотность и применяют другие методы.

Помимо морозостойкости среди дополнительных характеристик, на которые испытывают бетон, стоит указать удобоукладываемость состава, его плотность, водонепронициаемость. Для каждого из этих свойств есть свои ГОСТы и нормативы.

Итоги

На небольших частных стройках методы испытания бетона на прочность используют редко. Если раствор закупается у надежного производителя, то он уже прошел все необходимые проверки и точно соответствует маркировкам.

Если строители замешивают состав самостоятельно, стоит провести испытания бетона неразрушающим методом по ГОСТу. Они помогут оценить надежность и износостойкость будущего объекта. Важно помнить, что результаты неразрушающих испытаний имеют большую погрешность.

Материалы для крупных строительных объектов обязательно должны проходить проверку в специальных лабораториях. Там образцы проверят разрушающим способом и точно определят прочность состава.

---

Если Вас интересует наш бетон или бетонная смесь позвоните нам — +7 (495) 505-46-60

Также вы можете ознакомиться с ценами и нашей продукцией

---

rus-stroy.net

Испытание прочности бетона методом отрыва со скалыванием

Метод отрыва со скалыванием занимает в ряду методов определения прочности бетона особое место. Считаясь неразрушающим методом, метод отрыва со скалыванием по своей сущности является разрушающим методом контроля бетона, так как прочность бетона оценивается по усилию, необходимому для разрушения небольшого объема бетона, что позволяет наиболее точно оценить его фактическую прочность. Поэтому этот метод применяется не только для определения прочности бетона неизвестного состава, но и может служить для построения градуировочных зависимостей для других методов неразрушающего контроля. Этот метод применяется на тяжелые бетоны и конструкционные бетоны на легких заполнителях в монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделиях, конструкциях и сооружениях и устанавливает метод испытания бетона и определения его прочности на сжатие путем местного разрушения бетона при вырыве из него специального анкерного устройства. Такой метод испытания бетона отрыв со скалыванием позволяет определить прочность на сжатие для бетонов в диапазоне прочностей от 5,0 до 100,0 МПа. При разработке стандарта использованы материалы ГОСТ 22690-88.

Одним из наиболее распространенных и эффективных способов быстрого измерения прочности бетона на сжатие или его марку, является измерение склерометром, или как его еще называют, молоток Шмидта.

Соответствие Марки и Класса бетона показаниям шкалы склерометра (молотка Шмидта) по направлению удара в соответствии с графиком тарировочной кривой
Марка бетона, М    Класс бетона, 
B    Вертикально сверху, ед    Горизонтально, ед.    Вертикально снизу, ед
М100    7,5    10    13    20
—    10    12    18    23
М150    12,5    20    24    28
М200    15    24    28    32
М250    20    30    34    38
М300    22,5    34    37    41
М350    27,5    38    41    45
М400    30    41    43    47
М450    35    44    47    50
М500    40    47    49    52
М600    45    49    52    55

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 18105-86  Бетоны. Правила контроля прочности
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определения прочности механическими методами   неразрушающего контроля

Еще один метод испытания бетона — отрыв со скалыванием. Данный метод заключается в определении степени усилия, которое необходимо для скалывания участка бетона на ребре конструкции. Иногда данный метод заключается в местном разрушении бетона: в рамках данного метода вырывается анкерное устройство. Метод отрыва со скалыванием — это самый точный, но и самый трудоемкий способ контроля, поскольку для установки анкера требуется подготовка специальных шпуров. Более того, такой метод недостаточно универсален: он неприменим в рядах конструкций.

«Прометей» рекомендует метод определения прочности бетона отрывом со скалыванием в натурных обследованиях. Такие методы испытания бетона отрывом также идеальны при освидетельствовании на этапах строительства, приемки, эксплуатации и реконструкции строительных объектов, а также при изготовлении сборных изделий на предприятиях производства железобетонных изделий.

Испытание механических свойств бетона в лабораторных условиях

Для таких материалов, как бетоны, определение прочности механическими методами неразрушающего контроля желателен контроль достоверности результатов путем сопоставления данных, полученных прямым и косвенным путем. Проведением такого рода исследований занимается лаборатория механических испытаний при ООО «Прометей».

В лабораторных условиях производятся физико-механические испытания образцов бетона с применением всех известных подходов, включая базовый разрушающий метод контроля бетона, методы ударного импульса и упругого отскока. Важно, чтобы измерения вел квалифицированный лаборант механических испытаний — влияние человеческого фактора должно быть сведено к минимуму.

Как показывают механические испытания материалов, косвенные методы механических испытаний завышают прочностные характеристики карбонизированного бетона на 40–60%, а наиболее достоверным признан метод отрыва со скалыванием.

Метод отрыва со скалыванием: преимущества и ограничения

Все современные стандарты включают в программу натурных обследований ЖБК механические испытания бетона отрыв со скалыванием.

На практике отрыв со скалыванием дает ряд преимуществ:

• возможность установки приборов на плоские участки без ребра;
• независимость от электроснабжения;
• толерантность к низким температурам;
• контроль прочности бетонов класса В50 и выше;
• быстрое и удобное крепление оборудования.

Если кривизна блока не препятствует подключению прибора к анкеру, определение прочности бетона отрывом со скалыванием может производиться и на неровных бетонных поверхностях (от 5 мм). Густое армирование бетона затрудняет испытания на механическую прочность посредством данного метода; при этом толщина бетона в участке измерения не должна быть меньше удвоенной длины анкера.

Используемое оборудование

ПОС-50МГ4″Скол» предназначен для неразрушающего контроля прочности бетона методами скалывания ребра, отрыва со скалыванием и отрыва стальных дисков по ГОСТ 22690-88.

 

prometeylab.ru