Виды и методы неразрушающего контроля бетона
Чтобы убедиться в надежности бетонных конструкций необходимо проводить их тестирование. Контроль прочности бетона заключается в измерении однородности, прочности материала, а также других показателей ЖБК. Подобные исследования, как правило, проводят без прерывания эксплуатационного процесса неразрушающим методом, что значительно сокращает расходы, снижает трудоемкость и практически исключает какие-либо повреждения. Контрольные замеры производят как на стройплощадке, так и в лабораторных условиях.
Существует несколько методов проверки качества ЖБК и каждый из них имеет как свои плюсы, так и некоторые ограничения в применении.
Очень простой метод, который заключается в контроле линейных размеров конструкций, а также насколько они соответствуют допустимым отклонениям по вертикали и горизонтали. Применяя этот метод, используют измерительные инструменты (рулетку, линейку, штангенциркуль) и геодезические приборы (нивелир и теодолит).
Чтобы определить прочность бетона, а также однородность его структуры применяют следующие методы:
- осуществляют местные частичные разрушения (скалывание небольшого куска или ребра, отрыв приклеенных металлических дисков);
- производят искусственные ударные воздействия: при этом измеряют силу удара и величину отскока;
- применяют ультразвук.
Все неразрушающие методы контроля прочности бетона хорошо себя зарекомендовали, но полученные с помощью них результаты имеют погрешность, так как точность измеряемых показаний зависит от:
- влажности изделия;
- температуры;
- срока эксплуатации бетона;
- марки бетона;
- условий заливки, трамбовки и схватывания;
- разновидностей пластификаторов.
Производя отрыв со скалыванием, измеряют сопротивление бетона в момент, когда происходит отрыв его фрагмента с помощью анкерного устройства. Используя этот метод, получают довольно точные результаты, но он является трудоемким.
Важно! Подобный метод нельзя использовать при работе со слишком тонкими конструкциями и с густоармированными стенами.
Если надо продиагностировать качество свай, опорных колонн или балок, то чаще всего применяют метод скалывания ребра. При применении данного метода нет необходимости высверливать какие-либо отверстия или проводить дополнительные подготовительные мероприятия.
Важно! Если толщина защитного слоя составляет менее 20 мм, то использовать этот метод не рекомендуется.
Метод стальных дисков заключается в отрыве ранее приклеенных металлических дисков (за 6÷12 часов до начала проверки: зависит от клеящего состава). Данный метод применяют в том случае, если нет возможности использовать два предыдущих из-за различных ограничений.
Все три метода имеют несколько минусов:
- в процессе работ происходит частичное разрушение стены;
- до начала работ необходимо определить, на какую глубину заложены арматурные прутья, а также их количество;
- работы отличаются длительностью и трудоемкостью.
Самый широко применяемый метод диагностики, при котором измеряют энергию удара (в момент, когда ударный элемент прикасается к бетонной поверхности). Использование данного метода позволяет получить информацию о классе бетона, его прочности, упругости; качестве уплотнения материала и его однородности. Делают несколько замеров и высчитывают средний показатель.
Сутью метода упругого отскока является измерение длины отскока ударника после его соприкосновения с бетоном. В данном случае производят измерение не только прочности материала, но и его твердости с помощью склерометра.
Используя метод пластической деформации, измеряют размеры отпечатка, который образуется в результате удара шарика из стали о поверхность бетона. Этот способ довольно востребован (из-за невысокой стоимости оборудования), но считается уже устаревшим.
Используя этот метод, проверяют прочность бетона всей конструкции, а также насколько качественно произведено бетонирование; определяют глубину и размер трещин, а также выявляют наличие каких-либо дефектов. С помощью специальных датчиков осуществляют прозвучивание (поверхностное и сквозное). Минусом данного метода является то, что он непригоден для осуществления проверки прочности высокопрочных бетонов.
Измеряющие приборы, которые дают информацию о состоянии материала, не нарушая его целостности, называются приборами неразрушающего контроля (ПНК).
Оборудование, применяемое для контроля прочности бетона:
- Механические измерители. Производят измерение прочности как тонкостенных бетонных конструкций (до 10 см), так и толстостенных (более 10 см) методом отрыва со скалыванием и скалывания ребра. Полученные результаты имеют погрешность до 17÷21%. Типовой прибор «ПОС-50МГ4-ОД» от производителя РосПрибор на сегодняшний день стоит 96000÷97000 рублей.
- Электронные измерители. Погрешность полученных результатов – менее 5%. Данное оборудование можно подключить к компьютеру. Электронный склерометр (с системой измерения: удар – отскок) «Оникс 2-6» в зависимости от комплектации (с пирометром или без) стоит 80000÷82500 рублей.
- Ультразвуковые измерители (на основе измерения времени распространения импульсных ультразвуковых колебаний на установленной базе прозвучивания). Модель «Пульсар 2-1» в зависимости от комплекта датчиков (поверхностного, сквозного или обоими) стоит 81000÷83000 рублей.
При сомнениях в качестве индивидуально изготовленных железобетонных конструкций, особенно фундаментов для возведения зданий, стоит взять прибор для контроля прочности бетона в аренду. Например, аренда электронного склерометра стоит 400÷500 рублей в сутки, зато вы будете уверены в прочности вашей конструкции.
источник
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 |
|
|
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.
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 – 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 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 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.
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. | |||
Общие правила контроля прочности бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Требования к контрольным участкам приведены в следующей таблице:
источник
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
| 50 | ||
| Пластическая деформация | 30-40 | |
| Ударный импульс | 50-1500 | 50 |
| Отрыв диска | 50-600 | |
| Отрыв скалыванием | 50-1000 | |
| Скалывание ребра | 100-700 | |
| Ультразвуковое исследование | 100-400 | 30-50 |
Примечание. Прочность бетона определяют на участках поверхности соответствующей площади, не имеющих видимых повреждений и аморфных отслоений, при плюсовой температуре окружающего воздуха.
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.
Таблицы для определения прочности методами пластической деформации или упругого отскока можно найти в интернете бесплатно.
источник
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 |
|
|
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.
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 – 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 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 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.
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. | |||
Общие правила контроля прочности бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Требования к контрольным участкам приведены в следующей таблице:
источник
13 Июл 2019 admin 47