Неразрушающие испытания бетона

Неразрушающие испытания бетона

Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

Concretes. Determination of strength by mechanical methods of nondestructive testing

Дата введения 2016-04-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Основные положения” и ГОСТ 1.2-2015 “Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Структурным подразделением АО “НИЦ “Строительство” Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 18 июня 2015 г. N 47)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 сентября 2015 г. N 1378-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22690-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2016 г.

5 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения в части требований к механическим методам неразрушающего контроля прочности бетона следующих европейских региональных стандартов:

EN 12504-2:2001* “Испытание бетона в конструкциях. Часть 2. Неразрушающий контроль. Определение критерия отскока” (“Testing concrete in structures – Part 2: Non-destructive testing – Determination of rebound number”, NEQ);

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

EN 12504-3:2005 “Испытание бетона в конструкциях. Часть 3. Определение усилия отрыва” (“Testing concrete in structures. Part 3: Determination of pull-out force”, NEQ).

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые, мелкозернистые, легкие и напрягающие бетоны монолитных, сборных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее – конструкции) и устанавливает механические методы определения прочности на сжатие бетонов в конструкциях по упругому отскоку, ударному импульсу, пластической деформации, отрыву, скалыванию ребра и отрыву со скалыванием.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 28243-96 Пирометры. Общие технические требования

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 31914-2012 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 18105, а также следующие термины с соответствующими определениями:

разрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по контрольным образцам, изготовленным из бетонной смеси по ГОСТ 10180 или отобранным из конструкций по ГОСТ 28570.

Читайте также:
Салон интерьеров – готовые решения и индивидуальные проекты

3.2 неразрушающие механические методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона непосредственно в конструкции при локальном механическом воздействии на бетон (удар, отрыв, скол, вдавливание, отрыв со скалыванием, упругий отскок).

3.3 косвенные неразрушающие методы определения прочности бетона: Определение прочности бетона по предварительно установленным градуировочным зависимостям.

3.4 прямые (стандартные) неразрушающие методы определения прочности бетона: Методы, предусматривающие стандартные схемы испытаний (отрыв со скалыванием и скалывание ребра) и допускающие применение известных градуировочных зависимостей без привязки и корректировки.

3.5 градуировочная зависимость: Графическая или аналитическая зависимость между косвенной характеристикой прочности и прочностью бетона на сжатие, определенной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов.

3.6 косвенные характеристики прочности (косвенный показатель): Величина прикладываемого усилия при местном разрушении бетона, величина отскока, энергия удара, размер отпечатка или другое показание прибора при измерении прочности бетона неразрушающими механическими методами.

4 Общие положения

4.1 Неразрушающие механические методы применяют для определения прочности бетона на сжатие в установленном проектной документацией промежуточном и проектном возрасте и в возрасте, превышающем проектный, при обследовании конструкций.

4.2 Неразрушающие механические методы определения прочности бетона, установленные настоящим стандартом, подразделяют по виду механического воздействия или определяемой косвенной характеристики на метод:

– отрыва со скалыванием;

4.3 Неразрушающие механические методы определения прочности бетона основаны на связи прочности бетона с косвенными характеристиками прочности:

– метод упругого отскока на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

– метод пластической деформации на связи прочности бетона с размерами отпечатка на бетоне конструкции (диаметра, глубины и т.п.) или соотношения диаметра отпечатка на бетоне и стандартном металлическом образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона;

– метод ударного импульса на связи прочности бетона с энергией удара и ее изменениями в момент соударения бойка с поверхностью бетона;

– метод отрыва на связи напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

– метод отрыва со скалыванием на связи прочности бетона со значением усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства;

– метод скалывания ребра на связи прочности бетона со значением усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции.

4.4 В общем случае неразрушающие механические методы определения прочности бетона являются косвенными неразрушающими методами определения прочности. Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям.

4.5 Метод отрыва со скалыванием при проведении испытаний в соответствии со стандартной схемой по приложению А и метод скалывания ребра при проведении испытаний в соответствии со стандартной схемой по приложению Б являются прямыми неразрушающими методами определения прочности бетона. Для прямых неразрушающих методов допускается использовать градуировочные зависимости, установленные в приложениях В и Г.

Примечание – Стандартные схемы испытаний применимы в ограниченном диапазоне прочности бетона (см. приложения А и Б). Для случаев, не относящихся к стандартным схемам испытаний, следует устанавливать градуировочные зависимости по общим правилам.

4.6 Метод испытания следует выбирать с учетом данных, приведенных в таблице 1, и дополнительных ограничений, установленных производителями конкретных средств измерений. Применение методов за пределами рекомендуемых в таблице 1 диапазонов прочности бетона допускается при научно-техническом обосновании по результатам исследований с использованием средств измерений, прошедших метрологическую аттестацию для расширенного диапазона прочности бетона.

Неразрушающие испытания бетона

Испытание готовых бетонных конструкций на сжатие, является одним из факторов оценки состояния зданий и сооружений. С помощью тех или иных технологий проверяется фактическая прочность нового или старого бетонного сооружения.

испытание бетона неразрушающим методом

По результатам испытаний принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации конструкции, возможности ее ввода в эксплуатацию, необходимости усиления и т.п. Неразрушающие испытания бетона – самый популярный и перспективный вид проверки прочности, характеризующийся высокой производительностью, приемлемой точностью, низкой трудоемкостью, невысокой себестоимостью и простотой.

Читайте также:
Прочистка труб - способы, особенности, пошаговая инструкция с фото и видео

Технологии неразрушающего контроля прочности бетона

Все существующие технологии неразрушающего контроля, регламентированные ГОСТ 22690-2015 основаны на механическом воздействии на поверхность бетона. В отличие от проверки прочности по методике разрушения образцов, технологии неразрушающего контроля являются косвенными.

Фактическую прочность материала определяют по специальным таблицам, составленным на основе эмпирических данных. Отдельной строкой идет технология определения прочности с помощью ультразвуковых волн по ГОСТ 17624-2012.

В этом случае используются специальный прибор, излучающий ультразвуковые волны и измеряющий время и скорость их распространения в толще бетона. Истинную прочность материала определяют по экспериментально установленным зависимостям. Использование показывающих (прочность материала) приборов, действующим ГОСТом не допускается. Это наиболее точный метод неразрушающего контроля.

Неразрушающие испытания бетона

Виды испытаний бетона неразрушающим методом ГОСТ 22690-2015:

  • Упругий отскок. Измеряется значение величины обратного отскока средства измерения после удара о поверхность испытуемой конструкции. Для измерения величины отскока применяют склерометр Шмидта и его аналоги. Количество измерений на участке поверхности для расчета средней величины – 9. Минимальная толщина бетона – 0,1м.
  • Пластическая деформация. Измеряются габариты следа от шарика, образовавшегося после удара рабочей частью молотком Кашкарова. Самый простой и дешевый метод. Количество измерений – 5. Минимальная толщина конструкции, при которой разрешено определять прочность данным методом – 0,07 м.
  • Ударный импульс. Измеряется значение величины энергии удара в момент удара бойка средства измерения об испытуемую поверхность. Используются приборы: ИПС МГ 4.03, ОНИКС ОС, ОНИКС-2,5. Количество измерений – 10. Минимальная толщина конструкции – 0,05 м.
  • Отрыв образца. Измеряется сила напряжения отрыва стального диска приклеенного к бетону. Вследствие сложности технологии, в последнее время используется очень редко. Измерительное оборудование, приборы: ПОС-30-МГ4 и ПОС-50-МГ4. Количество измерений – 1. Минимальная толщина бетона 0,05 м.
  • Отрыв образца со скалыванием или скалывание ребра изделия. Измеряется числовое значение силы необходимой для скалывания кусочка ребра или вырыва специального анкера. Самое точное испытание бетона неразрушающим методом. Рекомендуется использовать приборы: ПОС-50МГ4 «Скол», ГПНВ-5, ГПНС-4. 2.6. Количество измерений – 1. Минимальная толщина конструкции – 0,05 м. Глубина заделки анкера: 30, 35, 40 и 48 мм в зависимости от прибора измерения.

Примечание. Измерения осуществляются на участке бетона площадью от 0,1 до 0,9 м2.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Суть технологии заключается в измерении времени и скорости распространения ультразвуковых волн в толще конструкции или железобетонного изделия. Существует две методики: сквозное прозвучивание и поверхностное прозвучивание.

Неразрушающие испытания бетона

В первом случае излучатель УЗ-волн и приемник волн располагают с разных сторон проверяемой конструкции.

Во втором случае, излучатель и приемник расположены с одной стороны на определенном расстоянии, регламентированном Гостом как база прозвучивания. Первый вариант применяется для определения прочности тела бетона, а второй для определения прочности бетона в поверхностном слое.

Ультразвуковой метод единственный из видов испытаний бетона на прочность неразрушающим методом, который позволяет получить более-менее точное значение прочности на сжатие не только поверхностного слоя, но толщи сооружения. Приборы для определения прочности ультразвуковым прозвучиванием: УК1401, Бетон-32, УК-14П, УКС-МГ4, УКС-МГ4С.

Виды испытаний. Таблица значений.

Каждому виду технологии неразрушающего контроля прочности соответствует определенный рекомендованный диапазон прочности на сжатие. Максимальный диапазон измерения прочности регламентируется результатами, полученными эмпирически и производителями средств измерения. Для удобства выбора вида испытаний, сводим диапазоны и погрешности измерений в таблицу.

Табл.1

Примечание. Прочность бетона определяют на участках поверхности соответствующей площади, не имеющих видимых повреждений и аморфных отслоений, при плюсовой температуре окружающего воздуха.

Заключение

Частным покупателям сооружений и застройщикам малоэтажных зданий, которые решают задачу определения прочности новой или старой бетонной конструкции, можно рекомендовать использование следующих недорогих методик: пластическая деформация или упругий отскок.

Простота данных технологий позволяет провести измерения своими силами. Цена вопроса заключается в стоимости инструмента: молоток Кашкарова или склерометр Шмидта. На данный момент времени цена молотка Кашкарова в среднем составляет 2 500-2 700 рублей, а стоимость аренды склерометра Шмидта 400-500 рублей в сутки.

Читайте также:
Сборные лестницы железобетонные – качество, установленное ГОСТ

Таблицы для определения прочности методами пластической деформации или упругого отскока можно найти в интернете бесплатно.

Методы неразрушающего контроля бетона

Для уверенности в качестве, долговечности и сопротивляемости внешним факторам бетонных конструкций непосредственно во время их постройки и перед эксплуатацией необходимо измерить характеристики прочности бетона. Для этого есть два разных способа. При разрушающем способе контроля бетонных конструкций необходимо создать тестовый образец и определить характеристики бетона, разрушив его. Но такая возможность есть не всегда, поэтому на строительных площадках популярны методы неразрушающего контроля бетона. Они, в свою очередь, бывают условно-неразрушающие, или прямые, и косвенные. Среди последних особо выделяют ультразвуковой и радиографический методы, которые требуют специального оборудования и работы специалиста.

Прямые методы неразрушающего контроля

Прямые методы контроля бетона относятся к неразрушающим довольно условно, поскольку, хотя не разрушают бетонную конструкцию целиком, так или иначе связаны с повреждением этих конструкций. Это может повлиять на прочность целого сооружения, на его несущую способность, хотя и меньше, чем если бы для проверки прочности бетона использовались разрушающие методы. Основная причина их популярности и того, что к использованию прямых методов проверки часто прибегают на строительных площадках – большая точность результатов, как и в случае с разрушающими методами, но при этом конструкция фактически не повреждается. При применении прямых методов не может быть ошибки или погрешности, и сразу видны характеристики бетона.

К ним относятся метод отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва диска.

Метод отрыва со скалыванием

Этот метод измерения требует наличия специального измерительного прибора. В процессе проверки специальный анкер вставляется в стену, после чего с использованием измерительного прибора определяются характеристики конкретной бетонной конструкции. В этом случае характеристикой бетона становится размер усилия, которое нужно приложить для вырывания анкера из конструкции. Этот метод обеспечивает большую точность проверки, а кроме того, для полученных данных можно найти таблицы зависимостей, которые помогут в определении прочности бетона. Однако это довольно трудоемкий и не самый быстрый метод, который к тому же невозможно применять в бетонных конструкциях с густой арматурной сеткой. Тонкие бетонные слои для проверки таким методом тоже не подходят, он применяется только для конструкций достаточной толщины.

Метод скалывания ребра

При этом методе испытывается усилие, которое понадобится приложить, чтобы отколоть фрагмент от бетонной конструкции на ее углу. Лучше всего подходит для определения прочности колонн с квадратным сечением, балок, свай и других линейных фрагментов. Этот метод более простой в использовании, чем другие прямые способы неразрушающего контроля бетона, не требует какой-либо подготовки перед проведением или специфических приборов. Однако он не подойдет, если слой бетона слишком тонкий – то есть меньше двух сантиметров – или уже был сильно поврежден до проверки. Это может исказить картину и дать недостоверные результаты, так что перед использованием такого метода контроля бетона стоит убедиться, что конструкция не имеет дефектов.

Метод отрыва диска

Этот способ гораздо менее популярен, чем предыдущие. Чаще всего он использовался в советское время, а сейчас почти не применяется. Тем не менее, у него есть ряд преимуществ. К примеру, этот метод не требует столько усилий по подготовке и воплощению, как метод отрыва со скалыванием. Подходит он и для проверки прочности больших конструкций с густой арматурной сеткой, где способ отрыва со скалыванием или метод скалывания ребра не могут быть использованы. Однако и без нюансов не обходится. К примеру, при этом методе нужно очень точно придерживаться определенного температурного режима. Также он не может быть проведен за короткий отрезок времени: специальные диски необходимо приклеить на тестируемую конструкцию за некоторое время до проведения испытаний. Обычно это время составляет от трех часов до суток.

Косвенные методы

В отличие от прямых методов контроля бетона такие методы могут быть названы неразрушающими в полной мере. Они не повреждают тестируемую конструкцию, не сказываются на ее несущих характеристиках. Минусами косвенных методов проверки характеристик прочности бетона может быть названа большая погрешность результатов. В их точности нельзя быть уверенными наверняка. Именно поэтому при проверке объектов на строительных площадках часто косвенные методы используют одновременно с прямыми. Сначала каким-либо из прямых методов проверяют подходящие части конструкции, одновременно проверяя их же методами косвенными. После этого составляют таблицы зависимости с использованием данных, полученных от обоих методов. После этого можно проверять любые детали только косвенными методами, будучи более уверенными в точности полученных результатов.

Читайте также:
Надо ли олифить дерево перед покраской: описание олифы и правила пропитки

К косвенным методам относятся метод упругого отскока, метод пластической деформации, метод ударного импульса. Также косвенными считаются радиографический и ультразвуковой методы неразрушающего контроля бетона, но они требуют более специфической техники и умений специалиста, который проводит проверку.

Метод упругого отскока

Суть этого метода – в определении и измерении пути специального бойка после того, как он ударяется о бетон. Метод был изначально предназначен для определения твердости металла, но хорошо подходит и для измерения параметров бетона. Для проведения такого исследования необходим специальный прибор – склерометр, или молоток Шмидта. Он представляет собой молоток с системой пружин внутри, которые после удара о поверхность допускают свободный отскок и измеряют его величину и направление. Для определения точных характеристик нужно провести до десятка проверок на одном участке бетонной конструкции и определить среднее значение полученных величин. Измерения проводятся достаточно быстро, без предварительной подготовки, и при этом молоток Шмидта может с достаточной степенью достоверности определить прочность как обычных объектов из бетона, так и густоармированных, в отличие от прямых способов, которые не всегда подходят для всех типов бетонных конструкций. Также этот метод хорошо работает с тонкими слоями бетона. Но он может проверить прочность только верхнего слоя бетона, в среднем толщина проверочного слоя – до трех сантиметров, а прибор необходимо часто проверять на наличие погрешности.

Метод пластической деформации

Этот метод – самый простой, быстрый и бюджетный из косвенных методов контроля бетона. С его помощью определяют твердость материала по следу, который после удара оставит шарик или стержень из стали. Шарик или стержень встроен в молоток, которым и ударяют по поверхности под углом 90 градусов. После удара отпечатки на бойке и бетоне измеряют, сопоставляют и вычисляют среднее значение по результатам нескольких ударов. Соотношение размеров отпечатков и определит прочность бетона. Метод простой и быстрый. Так же, как и предыдущий, может использоваться в бетонных объектах с арматурной сеткой. Но не обошлось без недостатков. Среди них – не только неточность способа и то, что проверяет только внешний слой бетона, но еще и невозможность применить метод для определения прочности бетона, который должен выдерживать нагрузку больше 500 кг.

Метод ударного импульса

Этот метод считается самым популярным. Он простой в исполнении и универсальный в применении. Измерения прочности бетона также проводятся при помощи молотка, или склерометра Шмидта. Специальный боек устройства ударяется о бетон, после чего происходит его деформация. Прибор измеряет реакцию бетонной конструкции и выдает результат – параметры прочности на сжатие материала. Этот метод также не универсален. Как и предыдущие, он подходит для контроля только внешнего слоя бетона, не глубже пяти сантиметров. Зато он хорошо проверяет армированные бетонные конструкции, легкий и быстрый в использовании.

Радиографический метод неразрушающего контроля

Такой метод состоит в просвечивании конструкций рентгеновскими лучами. Он может быть использован не только для определения прочности бетона и наличия в глубине конструкции дефектов, но и, к примеру, для определения мест пролегания арматурной сетки. С помощью этого метода также можно получить данные и про другие характеристики бетона, такие как пористость или плотность. Он довольно эффективен и дает малую погрешность. Но для его применения необходима специальная аппаратура и специалист, занимающийся работой с ней. В отличие от других способов, метод радиографического контроля бетона небезопасен для людей, поэтому необходимо соблюдать технику безопасности при выборе этого способа проверки.

Читайте также:
Рейтинг наиболее известных производителей кухонь в россии

Ультразвуковой метод неразрушающего контроля

Заключается в просвечивании бетонных конструкций ультразвуковыми волнами. После прохождения волн через бетонную конструкцию они регистрируются, и по скорости их прохождения можно определить прочность бетона. У этого метода существуют две разновидности: поверхностное прозвучивание, когда прибор, испускающий волны, установлен с одной стороны; и сквозное прозвучивание, когда датчики расположены с обеих сторон. Последняя разновидность позволяет определить, нет ли дефектов не только во внешнем, но и в глубинных слоях бетона. Этот метод, как и предыдущий, может использоваться для определения дополнительных характеристик бетона и определения внутри конструкций арматурной сетки.

Заключение

Прямые способы контроля бетонных конструкций, несмотря на то, что повреждают бетонный монолит готовой конструкции, не настолько влияют на прочность конструкции в целом, как разрушающие методы контроля. Также они сопряжены с довольно длительной подготовкой или большими усилиями. При этом прямые способы обеспечивают большую точность результата практически без погрешностей, не требуя особо сложного и технологичного оборудования. Косвенные же методы контроля бетона оставляют конструкцию неповрежденной, никак не влияют на ее прочность и несущие способности. Но при этом их точность существенно ниже, чем у прямых методов, в проверке задействовано технологичное оборудование, которое необходимо регулярно проверять на погрешность, и для получения окончательных результатов нужно проводить дополнительные вычисления. Тем не менее, радиографический и ультразвуковой методы контроля, несмотря на трудности в применении, связанные с тем, что они требуют специального оборудования и участия специалиста, обеспечивают высокую точность проверки бетона.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Под неразрушающим контролем бетона понимают группу испытательных методик, проводимых с целью определения технических характеристик материала, не приводящих в процессе применения к разрушению или значительной деформации проверяемых конструкций.

В ходе испытания оценивают комплексные показатели, влияющие на срок службы сооружения. По результатам проверки можно сделать вывод о возможности ввода объекта, необходимости восстановления, усиления несущих элементов.

  • проверку материала на соответствие требованиям нормативных и технических документов;
  • выявление отклонений от установленных регламентов и стандартов;
  • определение параметров бетона в качественном и количественном выражении, на предмет отсутствия рисков;
  • снижения риска аварийного разрушения строительных объектов.

При проверке проводят комплексный анализ факторов, определяющих прочность элементов, с учетом диаметра армирующих закладных деталей, толщины защитного слоя, влажности, теплопроводности, адгезии и прочих показателей.

Преимущества способа

Испытание бетона неразрушающим методом позволяет добиться следующих преимуществ:

  • сохранения целостности контролируемых элементов конструкций;
  • возможности проведения исследований непосредственно на действующем объекте;
  • отсутствия неблагоприятных последствий для эксплуатационных качеств здания вследствие испытательной процедуры;
  • универсальности и простоты применения.

Используемые методики позволяют получить максимально точные результаты, при соблюдении установленных нормативами процедур, привлечении аттестованных экспертов со специализированным оборудованием.

Классификация методов

Испытание бетона на прочность неразрушающими методами подразделяют на следующие виды:

  • прямые путем местных разрушений неответственных участков;
  • косвенные – воздействием или проверкой, определяющей характеристики без повреждения конструкций.

Прямые методы предполагают проверку конструкций следующими способами:

  • отрывом со скалыванием – вырывают установленный в материал анкер, с определением требуемого для этого усилия; универсальная методика высокой точности; применение ограничено при большой плотности армирования;
  • скалыванием ребра – измеряют усилия при сколе бетона с угла элемента; способ применим для прямолинейных объектов, при простоте, отсутствии подготовительных работ; нельзя применять для бетона толщиной более 20 мм, поврежденных монолитных конструкций;
  • отрывом металлического диска – определяют силу при освобождении приклеенного к материалу дисковидного образца; требует предварительного наклеивания испытательного тела на бетон; использование ограничено для некоторых режимов температуры окружающей среды.

Косвенные методики предполагают механическое ударно-импульсное воздействие, при котором бетонный элемент не разрушают даже местно. Возможны следующие способы таких проверок:

  • ударным импульсом – наиболее распространенная методика; при проведении испытания регистрируют значение энергии в момент удара по поверхности специальным бойком (молотком Шмидта); отличается относительно невысокой точностью;
  • упругим отскоком – измеряют путь бойка, при воздействии на монолит, с использованием склеромера Шмидта и прочего аналогичного инструментария; при простоте и оперативности проверки, требуется тщательная зачистка поверхности;
  • пластической деформацией – определяют размер отпечатка, оставленного на бетонной плоскости стальным шариком (с применением молотка Кашкарова, аппаратов, создающих статическое давление); для облегчения измерений, используют белую или копировальную бумагу, подкладываемую в местах ударов; можно применять для оценки характеристик бетона не прочнее марки М500.
Читайте также:
Прованс: стиль в интерьере квартиры и загородного дома + фото

Также к косвенным методам относят ультразвуковое обследование, позволяющее определить структуру, плотность материала за счет измерения скорости прохождения сигнала через монолит.

Прозвучивание может быть сквозным, когда источник и приемник ультразвука установлены по разные стороны бетонного монолита, или поверхностным, при одностороннем размещении указанных приборов.

Кроме прочностных характеристик, позволяет выявить дефекты в бетонном изделии или конструктивном элементе – скрытые трещины, пустоты, неоднородность состава.

Из перечисленных методик, ультразвуковой способ – единственный, позволяющий получить точные данные о прочности монолита на всю толщину. Остальные методы предполагают ограничения по толщине контролируемого бетонного слоя.

Таблица значений

Для каждого метода характерны отдельные значения прочностных параметров на сжатие, при определенной погрешности. Эти величины приведены в таблице:

Для какой методики Границы прочностных характеристик материала, МПа
Упругого отскока От 5 до 50
Пластической деформации
Ударного импульса От 5 до 150
Отрыва диска От 5 до 60
Отрыва скалыванием От 5 до 100
Скалыванием ребра От 10 до 70
Ультразвуковым методом От 10 до 40

Прочность бетона по классам (маркам)

Измерение прочности позволяет установить классы (марки) материалов, по итогам сравнения полученных результатов с данными, представленными в таблице:

Индекс класса бетона (после буквенного обозначения «В») применительно к прочности на сжатие Соответствие Марки (число в обозначении после «М») Средние показатели прочности, МПа Отклонение соответствующей марки материала от средних прочностных характеристик по данному классу, процентов
3,5 50 4,49 9,1
5 75 6,42 14,5
7,5 100 9,63 1,8
10 150 12,84 14,5
12,5 16,05 -8,4
15 200 19,26 1,8
20 250 25,69 -4,6
22,5 300 28,9 1,8
25 350 32,11 6,9
27,5 35,32 -2,8
30 400 38,53 1,8
35 450 44,95 -1,8
40 500 51,37 -4,6
45 600 57,76
50 650 64,23
55 700 70,61
60 800 77,08

Регламенты

Определение прочности неразрушающими методами требует выполнения следующих регламентов в отношении перечисленных ниже способов, согласно положениям ГОСТ 22690-2015:

  • упругого отскока – выполняют около 9 испытаний, отступая по 3 см, с вычислением усредненного значения, при минимальной толщине материала от 10 см;
  • пластической деформации – процедуру проводят 5 раз, при слое бетона от 7 см;
  • ударного импульса – значение измеряют 10 раз, при толщине конструкций от 5 см;
  • отрыва диска – достаточно одной попытки, для слоя монолита от 5 см.
  • отрыва со скалыванием – при вырывании анкера, закладной элемент заделывают на глубину от 3,5 до 4,8 см, в зависимости от применяемого оборудования для последующей фиксации усилия.

Условия выполнения работ требуют проведения испытания на определенной площади бетонного монолита, соответствующей допускам по соответствующей методике. В месте исследования должны отсутствовать повреждения. Измерения показателей проводят при положительной температуре воздуха окружающей среды.

Предварительная подготовка особенно важна при контроле бетонных элементов, работающих в условиях интенсивного воздействия агрессивных факторов – химических веществ, значительного нагрева, при частом замораживании и оттаивании. Чтобы получить точные результаты, поверхность обрабатывают, зачищая абразивными средствами.

Измерение прочности бетонных конструкций неразрушающими методами можно заказать в нашей организации. Заказчику гарантируется высокая точность проведенных испытаний, при сохранении целостности проверяемых элементов. Компания располагает необходимым оборудованием, высококлассными специалистами, что обеспечивает качество выполняемых работ.

Опытные профессионалы подберут методику, в зависимости от особенностей конструктивов, в кратчайшие сроки определив эксплуатационные характеристики сооружения.

Клиент получит испытательные протоколы с результатами проверки, экспертные заключения, заверенные подписями аттестованных экспертов и печатью аккредитованной организации.

Неразрушающий контроль – определение прочности бетона.

Контроль прочности бетона в конструкциях – важный и ответственный участок работы, который необходим не только на этапе строительства, но и на протяжении всего срока эксплуатации конструкции. Один из самых эффективных методов контроля – неразрушающий метод, который насчитывает множество способов и инструментов. Изучив каждый способ, мы сможем прийти к выводам о преимуществах каждого метода, а также выбрать наиболее удобный и точный способ для любых эксплуатационных условий.

Читайте также:
Поделки из дерева своими руками для дачи и сада: фото

Методы определения прочности бетона в конструкции

Азы строительной науки повествуют нам о том, что бетон прекрасно работает на сжатие и крайне плохо на растяжение. Оставим методы увеличения сопротивляемости бетона для данных групп напряжений и поговорим о том, как же нам проверить прочностные характеристики бетона, ведь эта основная его задача – быть прочным и долговечным.

Существует 2 основных способа:

1) Разрушающие методы контроля прочности бетона – испытания образцов бетона при помощи пресса.

2) Неразрушающие методы контроля прочности бетона – испытания бетона, не допускающие разрушения конструкции или бетонного образца.

Разрушающие методы в свою очередь делятся на 2 вида по способу создания образца:

Основная задача метода – выявить предельную нагрузку бетона на сжатие путем раздавливания образца под воздействием гидравлического пресса, имитирующего предельные разрушающие напряжения, возникающие в процессе эксплуатации. Зачастую образец изготавливается и крайне редко выпиливается из конструкции, чтобы не ухудшать ее эксплуатационных свойств, однако второй вариант дает наиболее четкое представление о сопротивлении бетона возникающим напряжениям на конкретном участке. Когда образец отбирают непосредственно из конструкции, это называется выбуривание кернов, про это у нас тоже есть отдельная статья.

Неразрушающая экспертиза бетона имеет одну очень важную особенность, которая состоит в том, что мы можем проверить прочность конструкции во время её эксплуатации. К ней относятся следующие методы, которыми испытывают бетон:

Неразрушающий метод предусматривает собой испытания различными приборами без разрушения конструкции и потери ею эксплуатационных характеристик. Данный метод позволяет производить испытания непосредственно на площадке, получать данные оперативно. С одной стороны, этот метод не обладает такими же показателями точности, как испытание при помощи гидравлического пресса, однако эта точность повышается с каждым годом благодаря улучшению оборудования, с другой, у него есть ряд серьезных преимуществ. Это и становится причиной популярности данного способа.

Давайте более подробно рассмотрим каждый метод. Стоит заметить, что получение максимально точных данных возможно при комбинированном их использовании. О каждом методе отдельно вы можете почитать в статьях на нашем сайте.

Упругий отскок предназначен для измерения прочностных показателей бетона в диапазоне от 5 до 50 МПа. Основное положение, которое следует соблюдать при измерении прочности бетонной конструкции этим методом, – это перпендикулярное расположение оборудования. Один из самых популярных инструментов в этом направлении – склерометр.

Склерометр – это прибор для определения прочностных характеристик бетона посредством замера величины отскока ударного механизма после контакта с поверхностью бетона. В случае расположения склерометра перпендикулярно к поверхности (обязательное требование), но под углом к поверхности земли, необходимо учитывать еще и этот угол. Все данные для расчета имеются на графике, прилагаемом к склерометру.
Также необходимо соблюдать некоторые условия размещения прибора во время проведения испытания. Первое условие – это расстояние минимум в 3 сантиметра между точками проведения испытаний, а также 5 сантиметров до края конструкции. Так вы избавите себя от дополнительных расчетов погрешности, а также сможете получить максимально точные данные. Помните, что прибор выдает вам косвенную характеристику, а не прямую, как в случае с испытаниями на гидравлическом прессе, а значит и погрешность в результате будет присутствовать. Для максимально точного определения характеристики, рекомендуется произвести не менее 9 испытаний. Минимальная толщина конструкции для испытания этим методом – 100 миллиметров. Таким образом, при соблюдении всех условий будут получены максимально точные данные.

Для проведения испытаний при помощи ударного импульса необходимо провести уже не менее 10 испытаний, однако данная методика позволяет работать с конструкциями толщиной не менее 50 миллиметров, а значит диапазон работы расширяется. Также существенно уменьшается расстояние между местами измерений. В этом случае оно составляет всего 1,5 сантиметра, и это дает нам расширенное поле действий и возможность провести более точные измерения.

Читайте также:
Правильное применение силиконового герметика для ванной, санитарный, наружных работ, по дереву : инструкция по применению +Видео

Наиболее часто применяемый измеритель – ИПС-МГ4. Помимо стандартных требований к применению прибора, есть еще и допустимые границы состояния окружающей среды и конструкции. Влажность окружающего воздуха не должна быть больше 95%. Так вы не повредите электронные механизмы и провода прибора. Температура воздуха не должна быть ниже -10 градусов и выше 40. Предел исследуемой прочности варьируется от 3-х до 100 мегапаскалей. Необходимо провести 10-15 испытаний. Как правило, для получения точных данных берется среднее арифметическое по всем результатам, но следует учесть, что, если в определенной точке вы получили какие-либо далеко отстоящие цифры, их не нужно брать в расчет. Причиной этих расхождений может быть малое расстояние до стержня арматуры или конца конструкции, а также неверное расположение прибора.

Состоит прибор из двух блоков – измерителя и преобразователя. Измеритель представляет собой сложный механизм с цифровым экраном, на котором отображаются текущие настройки и результаты измерения.
Преобразователь – это прибор, имеющий 3 точки закрепления, дающий фиксацию на поверхности конструкции под прямым углом. Преобразователь передает импульс на конструкцию и считывает данные возврата. Это и дает необходимую нам характеристику. Если применить данный метод предстоит в лабораторных условиях, заранее изготовьте кубики с ребром 10 сантиметров, образцы следует зафиксировать при помощи пресса с давлением в 30 килоньютонов.

Методом пластических деформаций осуществляется измерение прочности в пределах от 5 до 50 МПа. Количество испытаний неразрушающего контроля бетона – 5.
Существует 3 прибора. 1-й прибор – это молоток Физделя. Он представляет собой ручной молоток с шариком на одном конце. Конструкция молотка неимоверно проста, и воспользоваться им может человек абсолютно любой квалификации. Другое дело, что провести испытание с необходимой точностью способен не просто специалист, а, пожалуй, несколько десятков специалистов по всей стране. И причина как раз в простой конструкции молотка. Молоток не дает точно рассчитать силу удара и угол. Необходимо фиксировать локоть, бить всегда с одной силой, сверять данные. Эти и множество других нюансов сделали молоток Физделя непопулярным среди строителей.

В отличие от молотка Физделя, молоток Кашкарова позволяет получить значительно более точные данные. За счет чего же это достигается? Водной из наших статей мы уже рассказывали вам о его устройстве. Если говорить кратко, то причина эта заключается в конструкции молотка, вернее, в расположенном в его ударной части цилиндре. В нем находится металлический шарик, устройство для крепления стержня и сам эталонный стержень, закрепленный между ручкой молотка при помощи крепления и шарика. Когда мы производим удар по поверхности, изменяется не только поверхность бетона, но и поверхность эталонного стержня, прочность которого нам известна. Благодаря этому мы сможем получить соотношение, характеризующее нашу силу удара, а с учетом диаметра полученного отверстия в бетоне легко вывести его прочность. Таким образом, молоток Кашкарова, обладающий все теми же преимуществами, что и молоток Физделя, лишен его недостатков по уровню точности измерений, и в этом причина его популярности среди работников стройки и службы эксплуатации.

В последнее время также набирают популярность и пружинные молотки, дающие достаточно точные результаты, но они более громоздкие, а также значительно в меньшей степени износоустойчивые, поэтому необходимо регулярно проводить поверку пружины прибора на соответствие эталонному значению, в противном случае вы просто будете получать неточные данные по измерению бетона, даже не догадываясь об этом.
Именно поэтому наиболее часто применяемый инструмент при методе пластической деформации – молоток Кашкарова.

Для проведения испытаний необходимо выбрать площадь около 50 квадратных сантиметров на поверхности бетона, очистить ее от неровностей, подготовить точки для нанесения ударов. Помните, что проводя испытания в помещении с повышенной влажностью, вы также рискуете получить неточные данные, ведь влага оседает на поверхностном слое, давая свое сопротивление и распределение удара. Бетон необходимо просушить. Также нельзя проводить испытания бетона сразу после применения нагрузки на конструкцию и после температурного воздействия. Впрочем, это касается всех методов.
Проводим испытания посредством ударов о поверхность бетона, заносим диаметры лунок, выбираем из них те, которые отличаются друг от друга не более чем в 1,2 раза, и рассчитываем среднее арифметическое значение. Чтобы иметь максимально достоверные сведения, необходимо в расчет среднего арифметического включить около 6-ти лунок.

Читайте также:
Пекинская капуста: выращивание и уход, когда сажать

Определение прочности бетона неразрушающим методом

Испытания бетона неразрушающим методом

Прочность бетона – основная характеристика, по которой устанавливают способность бетонной или железобетонной конструкции выдерживать проектные нагрузки. Бетон набирает необходимую прочность постепенно в процессе твердения. Поэтому очень важно определять с высокой точностью значение прочности этого материала перед использованием изделий или конструкций в строительстве. Для определения прочности бетона используют два способа: исследование образца материала разрушающим методом и испытание качества бетона неразрушающим.

Испытание разрушающим методом заключается в отборе образцов выпиливанием или выбуриванием из тела конструкции. Затем каждый образец подвергается максимальному сжатию до разрушения с помощью специального лабораторного пресса, оснащенного измерительными приборами. Этот метод используется редко, так как трудоемок, требует дорогостоящего оборудования, при исследовании конструкция получает повреждения. К тому же каждый образец материала должен твердеть в тех же условиях, что и основная конструкция.

Неразрушающий метод, напротив, не требует больших затрат, отбора образцов материала, и позволяет получить результаты испытаний с достаточной точностью, при этом бетон конструкций не подвергается повреждениям.

Нажимая кнопку, я подтверждаю свою дееспособность, даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями.

№ п/п Наименование испытаний Нормативный документ Цена за ед. испытаний в руб.
Испытание бетона (строительного раствора)
1 Определение прочности бетона неразрушающим методом на участке конструкции (упругий отскок, УЗК). ГОСТ 22690-2015 ГОСТ 17624-2012 ГОСТ 18105-2010 ГОСТ 31914-2012 300 руб.

Виды испытаний

Проверка бетона на твердость

Неразрушающий метод контроля качества бетона подразделяется на две группы испытаний: прямых и косвенных. Прямые в свою очередь делятся на три вида:

  • с помощью отрыва металлических дисков;
  • посредством отрыва со скалыванием;
  • методом скалывания ребра.

Косвенный неразрушающий контроль прочности бетона осуществляется с помощью следующих исследований:

  • ультразвукового способа;
  • метода упругого отскока;
  • способа воздействия на бетон ударного импульса;
  • метода пластической деформации.

Прямые виды испытаний

Испытание неразрушающим методом отрыва металлических дисков заключается в измерении напряжения, возникающего при отрыве от поверхности бетонной конструкции стального диска из стали. На основании результатов производится расчет прочности с учетом площадей диска и используемой площади конструкции. Следует указать, что этот способ используется редко из-за повышенной трудоемкости и невозможности применения для густоармированных конструкций. По результатам исследования неразрушающим способом составляется протокол, куда заносятся все полученные данные.

Неразрушающий вид испытаний методом отрыва со скалыванием состоит в измерении усилия, возникающего при отрыве специально установленного анкера из тела бетонной структуры. Величина усилия затем используется в расчете прочности, результаты исследований фиксируются в протоколе. Проверки этим способом характеризуются повышенной трудоемкостью, связанной с пробуриванием шпуров для установки анкера и невозможностью измерений прочности густоармированных конструкций и тонкостенных элементов.

Исследования методом скалывания ребра заключается в измерении усилия, которое необходимо для повреждения небольшого участка ребра конструкции и последующем расчете прочности бетона.

Косвенные виды испытаний бетона

Испытания бетона неразрушающим методом

С помощью ультразвука . Неразрушающий способ исследований с помощью ультразвуковых волн осуществляется путем измерения скорости их прохождения сквозь тело конструкции. Генерация и регистрация волн ультразвука производится специальными приборами, оборудованными датчиками. Бетон исследуется не только близко к поверхности, но и по всей толще конструкций. При этом можно установить не только марку по прочности, но и выявить дефекты, образовавшиеся при бетонировании. Расчет фактической прочности осуществляется на основании установленной зависимости скорости прохождения волн и прочности определенных марок бетона. Результаты заносятся в протокол.

Методом упругого отскока . Неразрушающий способ исследования посредством упругого отскока осуществляется с помощью специального ударного инструмента – склерометра или его разновидностей. Наиболее известным инструментом для измерений является склерометр (молоток) Шмидта. Склерометр оснащен пружиной и сферическим штампом. При ударе по поверхности происходит отскок ударника на определенное расстояние, которое фиксируется на специальной шкале и записывается в протоколе. Расчет фактической прочности материала производится на основании зависимости твердости поверхности и величины отскока штампа при ударе.

Читайте также:
Раздвижные двери в интерьере квартиры: оформление межкомнатных проемов в хрущевке, фото

Методом ударного импульса . Определение прочности посредством ударного импульса производится специальными приборами, оборудованными узлом измерения с подшипником качения. При ударе бойком прибора по поверхности конструкции происходит вращение подшипника под воздействием возникающей волны энергии. Величина ударного импульса вращения подшипника фиксируется прибором и выдается в виде готового результата единицы измерения прочности, которая записывается в протоколе проверок.

Методом пластической деформации . Испытание неразрушающим способом пластической деформации осуществляется с помощью специальных инструментов – молотка Кашкарова и других приборов, способных оставлять отпечатки после ударного или вдавливающего воздействия. Молотком наносят удары по поверхности конструкции, измеряют глубину отпечатков и установленному соотношению размера отпечатка и твердости ударной части инструмента рассчитывают прочность материала.

Сравнительная таблица методов контроля прочности бетона

Неразрушающий метод Описание Особенности Недостатки
Отрыв со скалыванием Расчёт и оценка усилий вырывания анкера Наличие стандартных градировочных зависимостей Невозможность измерения сооружений с насыщенным армированием
Скалывание ребра Определение усилия откалывания угла бетонной конструкции Простота применения метода Не применим для бетонного слоя менее 2 см
Отрыв дисков Оценка усилия отрыва диска из металла Подходит при высокой армированности конструкций Необходимость наклейки дисков. Метод применяется редко
Ударный импульс Измерение энергии удара бойка Инструмент проведения диагностики – молоток Шмидта. Компактность и простота измерительного оборудования Невысокая точность оценки
Упругий отскок Измеряется путь ударного бойка склерометром Шмидта Доступность и простота диагностики Требования к подготовке поверхности контрольных участков высокие
Пластическая деформация Оценка параметров отпечатка удара специального шарика молотком Кашкарова Несложное оборудование Низкая точность результатов диагностики.
Ультразвуковой Измерение показателей колебаний ультразвука, пропущенного через бетон Возможность оценки глубинных слоёв бетона Необходимо высокое качество контрольной поверхности

Неразрушающий контроль – основные характеристики

К сложным факторам контроля конструкций относятся химическое, термическое и атмоферное воздействие. Неразрушающие методы испытаний требуют тщательной подготовки поверхности.

Адгезия

Методика оценки измерения прочности без разрушения адгезионного контакта определена ГОСТ 28574-2014. Неразрушающий способ состоит в измерении ультразвуковых либо электромагнитных волн.

Метод проверки с использованием адгезиметра применяется в диагностике повреждения штукатурных, окрасочных, облицовочных и прочих покрытий, для контроля и оценки качества стройматериалов и антикоррозийных работ.

Устройство определяет интенсивность адгезии величиной давления отрыва, необходимого для отделения покрывающего слоя.

Испытание слоя монолита и параметров заложенной арматуры

Защитный слой обеспечивает прочность сцепления арматуры, устраняет воздействие агрессивных реагентов, предохраняет бетон от излишней влажности и температурных перепадов при эксплуатации. Толщина слоя зависит от характеристик применяемой арматуры, условий применения и назначения конструкции.

Методика неразрушающего контроля определена ГОСТом 2290493. Поиск арматуры с определением диаметра осуществляется с использованием специальных устройств – локаторов.

Морозостойкость

Количество циклов замораживания и размораживания бетона определяет показатель морозостойкости. ГОСТами обозначены 11 марок по устойчивости к перепадам температур. Количество допустимых переходов нулевой температурной отметки, после превышения которых начинается снижение характеристик прочности, указывается в маркировке.

Для контроля по показателю морозостойкости проводится испытание ультразвуковыми неразрушающими методами. Стоимость испытания невысока. Предъявляются повышенные квалификационные требования к исполнителям.

Влажность

Для получения достоверных результатов измерений влажности неразрушающим способом целесообразно применение различных способов. Устройства для определения показателей влажности основаны на взаимосвязи диэлектрической проницаемости конструкций и количестве содержащейся в них влаги.

Лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» оказывает услуги по испытанию строительных бетонов в Москве и области с выдачей соответствующих заключений и протоколов испытаний.

Нажимая кнопку, я подтверждаю свою дееспособность, даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: