Контроль прочности бетона

Метод отрыва со скалыванием — один из самых распространённых и надёжных методов оценки прочности бетонных конструкций.

Метод относится к прямым, неразрушающим методам испытаний и позволяет сразу же, на месте, оценить прочность бетонной конструкции, как в промежуточном возрасте, так и при достижении проектного возраста бетона.

Суть метода состоит в просверливании отверстия в бетоне, закреплении в этом отверстии специального анкера (в случае если используется анкер второго и третьего типов) и последующего отрыва этого анкера из бетона специальным прибором с замером усилия вырыва. При правильном проведении испытания на месте отрыва остаётся правильной формы воронка, глубиной в середине равной рабочей высоте анкера.

При отрыве анкера на шкале прибора отображается соответствующее усилие. Проведя несколько замеров (минимум три испытания для плоских конструкций; для вытянутых горизонтальных конструкции одно испытание на четыре погонных метра длины, но не менее трёх испытаний), можно пересчитать результаты испытаний по специальной формуле и сделать вывод о классе бетона на сжатие (ГОСТ 18105 схемы В, Г).

Метод отрыва со скалывание пользуется заслуженной популярностью среди методов контроля прочности бетона, как самостоятельный метод, так и дублирующий другие методы испытаний. Он намного быстрее и дешевле выбуривания кернов, он незаменим в случаях когда не изготовлены образцы-кубы или требуется провести параллельные испытания.

Кроме того, согласно ГОСТ 18105 требуется сплошной контроль бетонных конструкций. И метод отрыва со скалыванием наиболее подходящий для этого метод контроля прочности.

При контроле прочности бетона методом отрыва со скалыванием следует руководствоваться указаниями ГОСТ 22690.

16 и 24 что это за цифры.

Для метода отрыва со скалыванием используют анкеры трёх типов.

Отличие анкера первого типа от остальных заключается в том, что он замоноличивается в конструкцию при укладке бетонной смеси его отрыв производится в проектном (или промежуточном) возрасте таким же прибором, что и анкеры второго и третьего типов, в остальном же испытания не отличаются.

Анкеры второго типа бывает двух размеров: ø16х25мм и ø24х48мм.

Анкер размером ø24х48мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 5-100МПа.

Анкер размером ø16х25мм используется в случае, если ориентировочная прочность бетона в конструкции 40-100МПа.

ГОСТ 22690-88: Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

Использование анкера ø16мм для испытания низкомарочных бетонов недопустимо без построения градуировочной зависимости.

На фотографии представлен анкер второго типа со специальной гайкой, замеряющей проскальзывание анкера.

Чтобы провести испытания правильно и получить максимально точные данные нужно обратить внимание на следующие моменты:

  1. Перед просверливанием отверстия для анкера, следует прибором для поиска арматуры найти и обозначить сетку армирования (чтобы буром не попадать в арматуру), если на пути бура попадается армирующая сетка сверлить нужно в середину ячейки.
  2. Сверлить отверстие нужно, отступив от края плоской конструкции не менее 0,5м.
  3. Отверстие сверлиться строго перпендикулярно бетонной поверхности.
  4. Не следует сверлить конструкции в местах максимального напряжения.
  5. Количество точек испытания определяется следующим образом: три точки испытания на одну плоскую конструкцию (стена, плита перекрытия, ростверк), залитую в одну захватку. Одна точка на 4 погонных метра вытянутой конструкции (колонна, ригель), так же залитую в одну захватку, но не менее трёх точек. Под одной захваткой следует понимать заливку бетонной смеси с одного бетонного узла, одного класса бетона в одни рабочие сутки без перерыва в бетонировании до образования холодного шва. Т.е. если меняется класс бетона, дата бетонирования или завод поставщик смеси, это получается новая захватка, требующая испытания на прочность.
  6. Просверленное отверстие следует тщательно очистить от бетонной пыли. Только после этого нужно поместить собранный анкер в отверстие и максимально хорошо закрутить его гаечным ключом до максимального раскрытия.
  7. При вырыве из бетона анкер должен цепляться за бетон не менее чем 9/10 своей длины погруженной в толщу бетона. Длину сцепления хорошо видно в воронке вырыва после испытания и можно померить линейкой. Если таким замером выясняется, что анкер цепляется менее 9/10 своей длины, это значит, что слизана нарезка губок анкера и губки надо менять на новые.
  8. Если при проведении отрыва анкер начал проскальзывать и вылезать наружу, нужно замерять длину проскальзывания, эта длина вносится в корректировку результатов испытания. Для замера проскальзывания пользуются специальной гайкой (см. фото выше).

Примеры приборов, используемых для испытаний:

Кроме представленных двух, могут использоваться многие другие модели.

Контроль прочности бетона

Правила контроля прочности конструкционных бетонов (тяжелого, легкого, ячеистого, плотного силикатного) в сборных и монолитных изделиях и конструкциях установлены ГОСТ 18105—86 (СТ СЭВ 2046—79). Контролируемым показателем обычно служит прочность на сжатие, в некоторых случаях определяют прочность на осевое растяжение и на растяжение при изгибе.
Предусмотрено проводить статистический контроль и приемку бетона по прочности с учетом однородности. Контролируют нормируемую прочность, т.е. заданное в нормативно-технической или проектной документации значение прочности бетона в изделиях и конструкциях. Различают следующие виды нормируемой прочности: отпускную прочность бетона в сборных предварительно напряженных и обычных (изготовляемых без предварительного напряжения) конструкциях, если отпускная прочность выше передаточной; передаточную прочность бетона в предварительно напряженных конструкциях; прочность бетона в промежуточном возрасте, например при снятии опалубки, устанавливаемую проектной документацией для монолитных конструкций; проектную прочность бетона в сборных и монолитных конструкциях, которую необходимо обеспечить в проектном возрасте.
Нормируемую прочность каждого вида определяют по данным контроля предыдущих партий бетона в заданной последовательности. Вначале находят прочность бетона в каждой из партий, изготовленных в течение установленного стандартом периода, называемого анализируемым. Затем вычисляют характеристики однородности прочности за анализируемый период. По этим характеристикам определяют требуемую прочность бетона для последующего, т.е. контролируемого,периода. И наконец, оценивают прочность бетона в данной контролируемой партии, сравнивают ее с требуемой и принимают решение о приемке этой партии.
Прочность бетона в партии определяют в основном по результатам испытания стандартных образцов, но в ряде случаев, например при контроле монолитных конструкций, пользуются неразрушающими методами — ультразвуковым (ГОСТ 17624—86) или методом отрыва со скалыванием (ГОСТ 21243—75). Основной характеристикой однородности, используемой для определения требуемой прочности, служит средний коэффициент вариации прочности Vn по всем партиям бетона. Порядок выполнения операций на каждом этапе следующий.
Определение прочности бетона в партии. В состав партии включают бетон сборных или монолитных конструкций, формуемых на одном технологическом комплексе из бетонной смеси одного номинального состава по одной технологии в течение определенного промежутка времени — от одной смены до одной недели.
От каждой партии бетона (за исключением ячеистого) отбирают из произвольно выбранных замесов не менее двух проб бетонной смеси. На заводах, занятых изготовлением сборных конструкций, отбирают одну пробу в смену, на заводах товарного бетона и строительных площадках — одну пробу в сутки. В ячеистом бетоне пробой служат образцы, выбуриваемые или выпиливаемые из конструкций (блоков), причем число серий образцов должно быть не менее двух.
Режим твердения образцов строго нормируют. Вплоть до определения отпускной или передаточной прочности они твердеют в тех же условиях, что и сборные конструкции. В дальнейшем образцы, предназначенные для испытания в проектном возрасте, твердеют в нормальных условиях по ГОСТ 10180-78, т.е. при температуре воздуха (20±2) °С и относительной влажности не менее 95 %. В проектном возрасте бетон должен набрать прочность, соответствующую его классу или марке.
Контрольные образцы бетона, используемого при возведении монолитных конструкций, твердеют в нормальных условиях на заводе, изготовляющем бетонную смесь. В случае изготовления бетона непосредственно на строительной площадке образцы твердеют в тех же условиях, что и конструкции.
По результатам испытания серий образцов вычисляют единичные значения прочности бетона. За единичное значение, учитываемое при статистической обработке, принимают среднюю прочность бетона в одной серии, определенную по ГОСТ 10180—78. Если используют неразрущающие методы, единичным значением служит средняя прочность бетона в конструкции или средняя прочность контролируемого ее участка.
Исходя из единичных значений прочности вычисляют прочность бетона в партии Rm, МПа, как среднеарифметическую величину.
Однородность характеризуют коэффициентом вариации прочности в партии бетона Vm, %.

ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

Для вычисления Vm необходимо, чтобы число единичных значений прочности бетона за анализируемый период (от одной недели до 2 мес) было не меньше 30.
Для всех партий бетона, проконтролированных в течение анализируемого периода, определяют средний коэффициент вариации прочности Vn, %. Если бетонные смеси или сборные конструкции выпускают нерегулярно, число единичных значений прочности может оказаться недостаточным для статистической обработки. В этом случае принимают Vn равным коэффициенту вариации бетона другого состава при условии, что для изготовления бетона использованы одни и те же материалы и одинаковая технология, а прочность его отличается по классу или марке не более чем на две ступени.
Определение требуемой прочности бетона. Рассчитанное значение Vn характеризует уровень стабильности технологии, достигнутой в предшествующем (анализируемом) периоде. Чем ниже значения среднего коэффициента вариации, тем меньше и колебания прочности бетона. С уменьшением Vn возрастает вероятность получения бетона, фактическая прочность которого окажется не ниже минимально допустимой для данной конструкции. Таким образом коэффициент Vn можно в известном смысле рассматривать как один из показателей надежности технологии бетона. Значения этого коэффициента используют для назначения требуемой прочности бетона в контролируемом (предстоящем) периоде, длительность которого принимают в пределах от одной недели до 1 мес.
Требуемая прочность RT — это минимально допустимая прочность бетона в партии, устанавливаемая лабораторией в соответствии с достигнутой однородностью. Требуемую прочность классифицируют по видам так же, как и нормируемую, т.е. различают отпускную, передаточную, а также прочность в промежуточном или проектном возрастах. Кроме того, периодически проверяют прочность бетона сборных конструкций в проектном возрасте. Для этой цели изготовляют образцы не менее чем из двух проб бетонной смеси, отбираемых от одной партии в неделю при классе прочности бетона до В30, и не менее чем из четырех проб, отбираемых от двух партий в неделю при классе бетона В35 и выше.
Найденную требуемую прочность используют для назначения среднего уровня прочности бетона. Средний уровень прочности — зто среднее значение прочности, устанавливаемое лабораторией на контролируемый период в соответствии с достигнутой однородностью бетона.
Таким образом, контроль прочности бетона с учетом однородности обеспечивает принятые при проектировании конструкций расчетные и нормативные сопротивления бетона с минимальным расходом цемента.

Наш взгляд

Достоинства и недостатки ультразвукового метода

Ультразвуковой метод, как и все методы, имеет свои достоинства и не­достатки.

К достоинствам следует отнести следующие факторы. Метод является неразрушающим, т.е. косвенная характеристика V определяется без разру­шения материала, следовательно, он оперативен, и испытания могут неод­нократно повторяться на одном и том же участке, что очень важно при кон­троле нарастания прочности. При сквозном прозвучивании ультразвук со­бирает информацию по всей толщине конструкции, т.е. дает интегральную оценку состояния бетона. Это практически единственный из неразрушающих методов, который реагирует на качество контактной поверхности растворной части с гранулами крупного заполнителя и на внутренние дефекты. С его помощью возможен контроль бетона, находящегося за металлической или асбестоцементной оболочкой. Он поддается высокой степени автоматизации. Имеются и другие, но менее существенные достоинства.

Недостатки метода. Требуются сложная и дорогостоящая аппаратура, высокая квалификация оператора. При использовании в качестве акустиче­ского контакта технического вазелина или литола во время эксплуатации из­делия на его поверхности могут проявляться масляные пятна. Однако с этим можно было бы мириться, если бы не было главного недостатка.

Полученные экспериментальным путем градуированные коэффициен­ты или графики зависимости «скорость – прочность» действительны толь­ко для данного состава бетона, при испытании которого они получены. В случае изменения состава бетона или технологии изготовления конструк­ции все корреляционные зависимости (коэффициенты, графики) изменя­ются, и их необходимо определять вновь.

Наличие такого недостатка сдерживает применение метода, особенно на строительных объектах, где состав бетона всегда меняется.

В некоторой степени этот недостаток можно преодолеть, используя од­новременно несколько методов.
Например, ультразвуковой совместно с ме­тодом отрыва со скалыванием или с методом ударного импульса. При этом недостатки одного метода перекрываются достоинствами другого.

Во всех ранее рассмотренных неразрушающих методах в качестве кос­венных характеристик использовалось по одному показателю, соответству­ющему определенному свойству бетона. Склерометрический метод,
ис­пользуя диаметр отпечатков, учитывает только пластические свойства, а ме­тоды упругого отскока и ультразвуковой учитывают только упругие свойст­ва бетона. Но прочность любого материала является многопараметровой функцией. Поэтому рассмотренные косвенные характеристики имеют слож­ную и не всегда надежную связь с прочностью.

Исследователями было замечено, что если проводить комплексные ис­пытания и использовать несколько косвенных характеристик, то точность измерения повышается.

В Самарской государственной архитектурно-строи­тельной академии под руководством В.А. Зубкова разработан метод ударного импульса, позво­ляющий учитывать как пластические, так и упругие свойства бетона.

Сущность метода заключается в следующем. Боек 1 (рис. 5.18), имеющий сферическую поверхность ударника, под действием пружины 2 ударяется о поверхность бетона 3, при этом вся энер­гия удара (не считая тепловых потерь) расходуется на упругие и пластичес­кие деформации бетона. В результате пластических деформаций образуется лунка,
а в результате упругих – возникает реактивная сила F.

Чем выше пластические свойства бетона, тем большая часть энергии удара расходуется на пластические деформации, увеличивается время дей­ствия удара и уменьшаются прочностные свойства бетона. И наоборот, чем выше упругие свойства, тем более возрастает величина силы F, сокращается время действия удара и увеличивается

Рис. 5.18. Схема работы бойка прибора ИП-1: а – конструкция
бойка: 1 – масса бойка; 2 – пружина; 3 – исследуемый бетон;
4 – электромеханический преобразо­ватель; б – формы электри-
ческого импульса: 1 – при ударе о бетон прочностью 25 МПа;
2 – то же прочностью 10 МПа

прочность бетона. Следовательно, при нормированном ударе величина реактивной силы F и длительность действия удара могут служить показателями прочности (твердости) материала, по которому нано­сится удар. Однако замерить силу F и время действия удара прямым путем технически сложно.

Для измерения этих величин в конструкцию бойка включен электроме­ханический преобразователь 4
(см. рис. 5.18) (пьезоэлектрический или магнитострикционный), который механическую энергию удара преобразует в эле­ктрический импульс. Амплитуда А будет пропорциональна силе F, а время t пропорционально длительности действия удара. На рис. 5.18, б приведе­ны формы электрических импульсов при ударе бойка о бетон прочностью 25 и 10 МПа. Следовательно, амплитуда А и время t могут служить косвен­ными характеристиками прочности бетона,

(5.30)

Поскольку косвенные характеристики учитывают как упругие, так и пластические свойства бетона, в отличие от ранее рассмотренных методов данная функция носит практически линейный характер и слабо зависит от состава бетона, что позволило впервые в отечественной практике разрабо­тать прибор ИП-1, который выдает результаты в единицах прочности (кг/см2 или МПа). На строительных площадках и заводах ЖБИ прибор ИП-1 известен как «пистолет В.А. Зубкова».

Прибор имеет форму пистолета (рис. 5.19) и состоит из ствола, внутри которого свободно перемещается боек с электромеханическим преобразова­телем, рычагом взвода и фиксатором. Боек поджат пружиной, усилие сжа­тия которой регулируется. В ручке прибора находятся четыре элемента пи­тания А-343. Обработка электрического сигнала осуществляется электрон­ной схемой.

Рис. 5.19. Конструкция прибора ИП-1 (пистолета В.А. Зубкова):
1 – корпус; 2 – боек с электромеханическим преобразователем;
3 – блок электронных плат; 4 – цифровой индикатор
прочности бетона, МПа; 5 – элементы питания

ИП-1 работает следующим образом. Выключателем включают пита­ние, при этом на цифровом индикаторе высвечивается произвольное трех­разрядное число. С помощью рычага взвода сжимают пружину, и в таком состоянии боек фиксируется. В это время показания индикатора устанавли­ваются на ноль. Далее прибор прикладывают к поверхности железобетон­ной конструкции и нажатием на спусковой крючок производят удар бойка о бетон. Электромеханический преобразователь вырабатывает электрический импульс, форма его анализируется электронной схемой,
и в зависимости от амплитуды и длительности сигнала определяется прочность, которая регис­трируется цифровым индикатором. На одно измерение, с учетом записи в журнал, требуется не более 5 секунд.

Для повышения надежности результатов за единичный показатель прочности принимают усредненное значение из пяти измерений, при этом выброс в большую или меньшую стороны не учитывают. Это означает, что боек ударился в щебень или раковину.

Настройку прибора производят путем одновременных испытаний кубов прибором ИП-1 и на прессе. Результаты таких испытаний приведены на рис. 5.20.

Рассмотренный способ определения прочности бетона и конструкция прибора защищены патентами России.

Рис. 5.20. Результаты испытаний кубов
с ребром 100 мм прибором ИП-1 и на прессе

Производство прибора ИП-1 организовано в Самарской государствен­ной архитектурно-строительной академии по заявкам строительных орга­низаций.

К достоинствам метода следует отнести его оперативность, низкие тру­дозатраты, удобство в работе, отсутствие сложных вычислений, слабую за­висимость от состава бетона.

Недостатком метода является определение прочности в поверхностном слое бетона глубиной до 50 мм.

Каждый из рассмотренных методов имеет свои достоинства и недо­статки. Грамотный специалист должен квалифицированно принять реше­ние, каким методом пользоваться для оценки прочности бетона на его объ­екте. Более подробно методы определения прочности бетона приведены в .

Дата добавления: 2014-11-25; Просмотров: 2564; Нарушение авторских прав?;

СТО 02495307-005-2008 Бетоны. Определение прочности методом отрыва со скалыванием

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *