Виды способов проверки прочности
Наиболее достоверным способом контроля качества бетона является испытание бетонной конструкции, после того, как материал наберет свою проектную прочность.Что касается испытания отдельно выполненных контрольных образцов, то оно позволяет определить лишь качество бетонной смеси, но не прочности материала в конструкции. Связано это с невозможностью обеспечение одинаковых условий набора прочности опытного образца (вибрирование, нагрев и пр.) и бетонного изделия.
Все существующие методы контроля подразделяются на три группы:
• Прямые неразрушающие;
• Разрушающие;
• Косвенные неразрушающие.
Нередко используют неразрушающие способы контроля, однако, чаще всего работу выполняют косвенными методами. К последней группе относится испытание контрольных образцов, а также образцов отобранных из бетонной конструкции.
Обратите внимание! По показателю прочности при сжатии определяют класс бетона. Для этого бетонные кубики раздавливают при помощи гидравлического пресса, который выдает результат.
Надо сказать, что разрушающие способы также широко распространены в строительстве, однако применяют их реже, так как они нарушают целостность конструкции. Кроме того, цена таких испытаний очень высокая.
Поэтому на сегодняшний день наиболее распространенными являются следующие методы определения прочности:
• Способ упругого отскока;
• Ультразвуковой метод;
• Способ ударного импульса.
Надо сказать, что разные способы проверки имеют разную погрешность:
Основные требования к проверке прочности
Согласно требованиям, изложенным в СП 13-102-2003, выборку бетона для исследования косвенным и прямым методами необходимо выполнять более чем на 30 участках, однако, этого недостаточно для построения и использования градуировочной зависимости.Еще необходимо, чтобы зависимость, полученная парным корреляционно-регрессивным исследованием, имела коэффициент корреляции не меньше 0,7, а также среднеквадратическое отклонение составляло менее 15 процентов средней прочности. Для выполнения этих условий, точность измерений должна быть очень высокой, при этом прочность бетона должна меняться в широком диапазоне.
Надо сказать, что при исследовании конструкций, эти условия соблюдаются довольно редко. Дело в том, что базовый метод испытаний сопровождается значительной погрешностью.
Кроме того, прочность бетона на поверхности может отличаться от прочности на некоторой глубине. Однако, если бетонирование выполнено качественно и бетон соответствует своему проектному классу, то параметры однотипных конструкций не меняются в широком диапазоне.
Чтобы определить прочность без нарушения действующих норм, следует воспользоваться прямыми неразрушающими или разрушающими способами.
По ГОСТ 22690-88 к прямым способам относятся:
• Метод отрыва;
• Отрыв бетона со скалыванием;
• Скалывание ребра.
Теперь подробней рассмотрим наиболее распространенные технологии определения качества бетона.
Технология определения прочности
Способ отрыва
Принцип данного метода базируется на измерении усилия, которое нужно приложить для отрыва участка бетонной конструкции. Отрывающую нагрузку применяют к ровной поверхности бетонной конструкции. Для этого к ней приклеивается стальной диск, который при помощи тяги соединяется с измерительным прибором.Диск приклеивают при помощи клея на эпоксидной смоле. ГОСТ 22690-88 рекомендует использовать клей ЭД20 с цементным наполнителем. Правда, в наше время существуют надежные двухкомпонентные клеи.
Данная технология подразумевает приклеивание диска без дополнительных мер по ограничению участка отрыва. Что касается площади отрыва, то она непостоянная и определяется после каждого испытания.
Правда, в зарубежной практике участок отрыва предварительно ограничивается бороздой, выполняемой кольцевыми сверлами. В этом случае площадь отрыва постоянная и известная.
После определения необходимого для отрыва усилия, получают устойчивость материала к растяжению.
По нему, при помощи эмпирической зависимости вычисляют прочность на сжатие при помощи такой формулы – Rbt = 0,5∛(R^2 ), где:
• Rbt – прочность на растяжение.
• R – прочность на сжатие.
ОНИКС-1. ОС- предназначен для определения прочности бетона и его класса методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690-2015 на объектах строительства, при обследовании зданий, сооружений и конструкций. Прибор используют для определения и уточнения градуировочных характеристик ультразвуковых и ударно-импульсных приборов.
Для исследования бетона методом отрыва применяются те же приборы, что и для метода отрыва со скалыванием, это:
• ПИБ;
• ОНИКС-ОС;
• ПОС-50МГ4;
• ГПНС-5;
• ГПНВ-5.
Отрыв со скалыванием
Данный способ имеет много общего с вышеописанным методом. Основное его отличие заключается в способе монтажа устройства к бетонной конструкции. Чтобы приложить к ней отрывающее усилие применяют лепестковые анкеры, которые могут быть разных размеров.Анкеры вставляются в отверстия, пробуренные в области измерения. Как и в предыдущем случае, прибор измеряет разрушающее усилие.
Вычисление прочности на сжатие осуществляется при помощи зависимости, выраженной формулой — R=m1*m2*P, где:
• m1 обозначает коэффициент максимального размера крупного наполнителя;
• m2 обозначает коэффициент перехода к прочности на сжатие. Он зависит от условий вида бетона, а также условий набора прочности.
• P – разрушающее усилие, полученное в результате исследований.
В нашей стране этот метод является одним из наиболее популярных, так как он достаточно универсальный. Он предоставляет возможность выполнить испытание на любом участке конструкции, так как не требует наличия ровной поверхности. Кроме того, закрепить лепестковый анкер своими руками в толще бетона не составляет труда.
Правда, имеются и некоторые ограничения, которые заключаются в следующих моментах:
• Густое армирование конструкции – в этом случае измерения будут недостоверными.
• Толщина конструкции – она должна быть в два раза больше длины анкера.
Ультразвуковое определение
Ультразвуковой метод определения прочности бетона основан на взаимосвязи между прочностью материала и скоростью распространения в нем ультразвуковых волн.Причем существует две градуировочные зависимости:
• Времени распространения волн ультразвука и прочности материала.
• Скорости распространения волн ультразвука и прочности материала.
Каждый способ предназначен для определенного типа конструкций:
• Сквозное прозвучивание в поперечном направлении – применяют для линейных сборных конструкций. При таких исследованиях приборы устанавливают с двух сторон испытываемой конструкции.
• Поверхностное прозвучивание – применяют для исследования ребристых, плоских, многопустотных плиты перекрытия и стеновых панелей. В этом случае устройство устанавливается только с одной стороны конструкции.
Для обеспечения качественного акустического контакта между испытываемой конструкцией и ультразвуковым преобразователем, применяют вязкие материалы, к примеру, солидол. Также распространен «сухой контакт», но в этом случае используют конусные насадки и протекторы.
Приборы для ультразвукового исследования состоят из двух основных элементов:
• Датчиков;
• Электронного блока.
Датчики могут быть:
• Раздельными – для сквозного прозвучивания.
• Объединенными – предназначенные для поверхностного прозвучивания.
К достоинствам данного способа проверки относится простота и универсальность.
ПУЛЬСАР-2М TFT- предназначен для измерения скорости и времени УЗК при поверхностном прозвучивании, контроля прочности бетона, его однородности и класса (ГОСТ 17624-2021). Обнаружение пустот, трещин и других дефектов, при технологическом контроле и обследовании объектов, измерение глубины поверхностных трещин, оценки степени зрелости бетона при монолитном бетонировании.
Испытательный пресс ПГМ-МГ4 модификация ПГМ500МГ4А предназначен для испытания образцов строительных материалов при скоростях нагружения, нормируемых соответствующим стандартом. Прессы снабжены электрическим приводом и тензометрическим силоизмерителем. Пресс ПГМ500МГ4А имеет увеличенный ход поршня, обеспечивает испытания бетонных образцов на сжатие, кирпича на изгиб и сжатие (половинок), асфальтобетона на сжатие, щебня и пропантов на дробимость, формование асфальтобетонных образцов в одиночных формах.
Пресс испытательный ТП1-1500 предназначен для определение предела прочности на сжатие и раскол образцов строительных материалов: бетона, кирпича, шлакоблока и других материалов. Полное автоматическое проведение испытания: подвод, поддержание роста силы, отвод, расчёт всех параметров по ГОСТ.
Специалисты ООО «СТП» проводят испытания согласно действующей нормативно-технической документации:
• ГОСТ 18105-2018 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.»
• ГОСТ 17624-2021 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.»
• ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.»
• ГОСТ 10180-2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.»
• ГОСТ 28570-2019 «Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций.»
Виды предлагаемых испытаний:
• Определение прочности бетона неразрушающими методами по схеме В и Г (ультразвуковой метод, метод отрыва со скалыванием);• Определение прочности бетона по контрольным образцам;
• Определение прочности бетона по образцам, отобранным из конструкций.
