Метод отрыва со скалыванием бетона

Обновлено: 18.05.2024

Какая самая важная характеристика бетона? Конечно же его прочность на сжатие. Именно она отражена в марке бетона, обозначение которой у всех на слуху: буква М и цифра. Прочность на сжатие — это значение в кгс/см2 через 28 суток после заливки бетона. Установлено, что прочность и долговечность бетона взаимосвязаны: высокопрочный бетон также обладает хорошими параметрами долговечности.

Прочность бетона на сжатие легко определить в лаборатории. Для этого при заливке бетонной смеси отливаются специальные тестовые кубики. Но как оценить прочность бетона в уже готовой конструкции, если предварительно не были сделаны контрольные образцы? Данный вопрос по-прежнему остается проблемой. Определение прочностных характеристик конкретного объекта на месте является основной задачей при оценке состояния существующей инфраструктуры. Естественно, владельцы таких объектов предпочитают методы неразрушающего контроля, чтобы избежать дальнейшего ущерба для уже существующей структуры.

Прочность бетона на сжатие — что это и как ее определить?

Прочность бетона на сжатие определяется классическим тестом. Бетонные кубики помещают под пресс. Давление постепенно наращивают, пока образец не разрушится. Полученный результат считается прочностью конкретного образца бетона. В стандартах проектирования прочность бетонного образца в возрасте 28 суток после заливки считается минимальной прочностью на сжатие. Это значение используется при проектировании.

В уже построенных конструкциях из бетона вырезают образец и проверяют на прочность на сжатие. Это считается самым надежным методом оценки прочности бетона. Однако этот метод имеет определенные ограничения, главным образом потому что:

это разрушительно, так нарушается не только целостность бетона, но и может быть повреждена арматура в железобетоне. Чтобы избежать повреждения арматуры, необходимо использовать приборы для ее поиска
выбор мест тестирования может быть затруднен, а определение наилучшего места для пробы — субъективно
места, в которых взяты пробы, необходимо отремонтировать
взятие образцов из существующих конструкций — недопустимая операция для некоторых владельцев, которые беспокоятся о целостности конструкции.

Как оценить прочность бетона с помощью методов неразрушающего контроля?

Неразрушающие методы контроля прочности бетона разрабатывались на протяжении многих лет. Вот краткий обзор этих методов, сферы их применения и ограничения для надежного прогнозирования прочности бетона.

Метод отрыва со скалыванием

Суть метода — в измерении усилия, которое надо приложить для отрыва металлического диска вместе со слоем бетона с поверхности, к которой прикреплен диск. Метод применяют только на ровной поверхности. Чаще всего используют для ранней диагностики прочности, но можно использовать и для давно построенных конструкций. Стальной диск прикрепляется к бетонной поверхности при помощи болта, гайки, винта или фиксации клеем и при помощи тяги соединяется с измерительным пpибopoм. После чего конструкция вытягивается до отрыва слоя бетона или до заданного уровня нагрузки.

Преимущества метода отрыва со скалыванием:

относительная простота применения
достаточно надежные результаты испытаний

Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, для которого в стандартах прописаны градуировочные зависимости, связывающие косвенные показатели и показателем прочности бетона.

Недостатки метода отрыва со скалыванием:

Метод отскока

Суть метода — измерение отскока молотка с пружинным приводом после его воздействия на бетон. Впервые появился в 1948 году, и с тех пор широко используется.
Основная причина его популярности — простота и удобство использования. Отбойный молот используется для оценки твердости поверхности.

Прочность оценивают с помощью специальных приборов — склерометров, состоящих из пружинного молотка со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок молотка после удара по бетону или по стальной пластине, прижатой к бетону. Прибор оснащен шкалой со стрелкой, регистрирующей путь ударника при его обратном отскоке.

просто использовать, даже в “полевых” условиях
с помощью данного метода можно проверить бетон на однородность

субъективный метод
состояние поверхности, наличие арматуры или подповерхностных пустот могут повлиять на результаты испытаний

Ультразвуковой метод

Ультразвуковой импульс эффективно применяется для контроля качества бетонных конструкций и обнаружения повреждений в бетонных элементах. Ультразвуковые методы традиционно используются для контроля качества материалов (в основном однородных, таких как металлы и сварные соединения). Ультразвуковые измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания. Определение прочности бетона монолитных конструкций проводят методом поверхностного прозвучивания.

Концепция технологии заключается в измерении времени прохождения акустических волн в среде и корреляции их с упругими свойствами и плотностью материала.

Преимущества ультразвуковых методов:

могут использоваться для обнаружения дефектов под поверхностью бетона

наличие арматуры, пустот и трещин влияет на показания
надежность данных методов на данный момент не доказана

Комбинированные методы

Представляют собой комбинацию неразрушающих методов контроля для определения прочности бетона на месте. Зачастую сочетание различных методов дает более полные результаты (например, ультразвуковые методы вместе с методом отскока). А еще более точные данные можно получить при использовании поправочных коэффициентов с учетом данных о компонентах бетона (тип цемента, фракции мелкого заполнителя и крупного заполнителя) и пр.

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

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.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021

Поправка внесена изготовителем базы данных

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.

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.

Ультразвуковой метод определения прочности

Concrete. Ultrasonic method of strength determination

_________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 17624-2012 с ГОСТ 17624-87 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ), подразделением ОАО "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Е к протоколу от 18 декабря 2012 г. N 41)

За принятие проголосовали:

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

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Государственный комитет градостроительства и архитектуры

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и регионального развития

Министерство регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 1972-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 17624-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 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

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2017 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкционные тяжелые и легкие бетоны монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий, конструкций и сооружений (далее - конструкции) и устанавливает ультразвуковой импульсный метод (далее - ультразвуковой метод) определения прочности бетона на сжатие. Контроль и оценку прочности бетона конструкций проводят по ГОСТ 18105.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

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

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

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

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

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ультразвуковой метод определения прочности бетона: Неразрушающий метод определения прочности бетона, основанный на зависимости косвенной характеристики (показания прибора) от прочности бетона.

3.2 косвенная характеристика прочности (косвенный показатель): Скорость, время распространения ультразвука или другое показание прибора при измерении прочности бетона.

3.3 градуировочная зависимость: Графическая или аналитическая зависимость, связывающая косвенный показатель с прочностью бетона.

3.4 база прозвучивания: Расстояние между центрами рабочих поверхностей ультразвуковых преобразователей (излучателя и приемника), установленных на одну и ту же поверхность конструкции при поверхностном прозвучивании, и между центрами рабочих поверхностей преобразователей при сквозном прозвучивании.

3.5 коэффициент совпадения: Коэффициент, используемый для корректировки ранее построенной или универсальной градуировочной зависимости.

4 Общие положения

4.2 Ультразвуковые измерения в бетоне проводят методами сквозного или поверхностного прозвучивания в соответствии с приложением А. Определение прочности бетона монолитных конструкций проводят методом поверхностного прозвучивания. Сквозное прозвучивание конструкций допускается проводить при возможности измерения базы прозвучивания с учетом требований 6.19.

4.3 Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям косвенного показателя от прочности бетона (см. 3.2, 3.3).

4.4 Прочность бетона определяют на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).

4.5 Испытания ультразвуковым методом проводят при положительной температуре бетона. Допускается проводить испытания конструкций ультразвуковым методом при отрицательной температуре бетона при условии, что градуировочная зависимость построена в соответствии с 6.10.

5 Средства испытаний

5.1 Ультразвуковые измерения проводят приборами, предназначенными для измерения времени и скорости распространения ультразвука в бетоне, аттестованными и поверенными в установленном порядке.

5.2 Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения времени распространения ультразвука на стандартных образцах, входящих в комплект прибора, не должен превышать значения

где - время распространения ультразвука, мкс.

5.3 При использовании нескольких приборов при контроле прочности бетона на одном строительном объекте их показания перед установлением градуировочной зависимости следует оттарировать на одном эталоне так, чтобы погрешность их показаний не превышала 0,5%.

5.4 При поверхностном прозвучивании размер базы должен быть не менее 120 и не более 200 мм.

5.5 Между поверхностью бетона и рабочими поверхностями ультразвуковых преобразователей должен быть обеспечен надежный акустический контакт. Способ обеспечения контакта должен быть одинаковым при контроле бетона в конструкции и установлении градуировочной зависимости.

5.6 Не допускается применение ультразвуковых приборов, градуированных в единицах прочности бетона для непосредственного определения его прочности.

Косвенный показатель (показание прибора) применяют только после установления градуировочной зависимости "показания прибора - прочность бетона" или уточнения градуировочной зависимости, установленной в приборе в соответствии с требованиями настоящего стандарта по приложению Д.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Подготовка к испытанию включает в себя проверку используемых приборов в соответствии с инструкциями по их эксплуатации и получение данных для построения градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями настоящего стандарта.

6.2 Для контроля прочности бетона при поверхностном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

- результатов параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690;

- результатов испытаний конструкций ультразвуковым методом и механических испытаний образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций и испытанных в соответствии с ГОСТ 28570;

- результатов испытаний ультразвуковым методом и механических испытаний одних и тех же стандартных бетонных образцов по ГОСТ 10180.

6.3 Для контроля прочности бетона при сквозном прозвучивании градуировочную зависимость устанавливают на основании следующих данных:

- результатов испытаний ультразвуковым методом участков конструкций и испытаний в соответствии с ГОСТ 28570 образцов-кернов, отобранных из тех же участков конструкций;

6.4 Градуировочные зависимости устанавливают отдельно по каждому виду нормируемой прочности, указанному в 4.1 для бетонов одного номинального состава. Допускается строить одну градуировочную зависимость для бетонов одного вида, отличающихся по номинальному составу и значению нормируемой прочности, но не более трех нормированных классов.

6.5 При построении градуировочной зависимости по результатам параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием или испытаний образцов, отобранных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальным и максимальным косвенными показателями. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых значение косвенного показателя максимальное, минимальное и имеет промежуточные значения.

После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690 или отбирают из них образцы для испытания по ГОСТ 28570.

6.6 Возраст бетона отдельных участков не должен отличаться более чем на 25% среднего возраста бетона зоны конструкции или группы конструкций, подлежащей контролю. Возраст отдельных участков конструкции не учитывают, если градуировочную зависимость устанавливают для конструкций, возраст которых превышает два месяца.

6.7 На каждом участке определяют положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее двух измерений косвенного показателя. Прозвучивание проводят в двух взаимно перпендикулярных направлениях под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно к ней. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линию прозвучивания располагают между арматурными стержнями (см. рисунок 1).

1 - положение прибора при испытании; 2 - расположение арматуры

Рисунок 1 - Расположение линии прозвучивания

Отклонение отдельных результатов измерений скорости или времени распространения ультразвука на каждом участке от среднего арифметического значения результатов измерений для данного участка не должно превышать 2%. Результаты измерений, не удовлетворяющие этому условию, не учитывают при вычислении среднеарифметического значения скорости (времени) распространения ультразвука для данного участка.

6.8 Градуировочную зависимость устанавливают по единичным значениям косвенного показателя и прочности бетона. За единичное значение косвенного показателя принимают среднее значение косвенных показателей на участке. За единичное значение прочности бетона принимают прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

* При вдавливании индентора в поверхность бетона.

Типы приборов и их технические характеристики приведены в приложении 1.

2.2. Инструмент для измерения диаметра или глубины отпечатков (угловой масштаб по ГОСТ 427, штангенциркуль по ГОСТ 166 и др.), используемый для метода пластических деформаций, должен обеспечивать измерения с погрешностью не более ±0,1 мм, а инструмент для измерения глубины отпечатка (индикатор часового типа по ГОСТ 577 и др.) - с погрешностью не более ±0,01 мм.

2.3. Для метода отрыва со скалыванием следует применять анкерные устройства по приложению 2.

Допускается применять также другие анкерные устройства, глубина заделки которых должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытуемой конструкции.

2.4. Для метода скалывания ребра следует использовать приборы по приложению 3.

2.5. Для метода отрыва следует использовать стальные диски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметром шероховатости приклеиваемой поверхности не менее 20 мкм по ГОСТ 2789. Клей для приклейки диска должен обеспечивать прочность, при которой разрушение происходит по бетону. Допускается использовать клеи, приведенные в приложении 4.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно устанавливают градуировочную зависимость между прочностью бетона и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы).

Для метода отрыва со скалыванием, в случае применения анкерных устройств в соответствии с приложением 2, и для метода скалывания ребра, в случае применения приборов в соответствии с приложением 3, допускается использовать градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6 соответственно.

3.2. Для методов упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации и отрыва градуировочные зависимости устанавливают конкретно для каждого вида прочности из указанных в п.1.3; для методов отрыва со скалыванием и скола ребра допускается устанавливать единую градуировочную зависимость независимо от вида прочности.

3.3. Градуировочную зависимость устанавливают заново при изменении вида крупного заполнителя, технологии производства бетона, при введении добавок, а для методов отскока, ударного импульса и пластической деформации - также при изменении вида цемента, внесении количественных изменений в номинальный состав бетона, превышающих по расходу цемента ±20%, крупного заполнителя ±10%.

3.4. Для установления градуировочных зависимостей используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 отдельных образцов-кубов. При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием в каждую серию дополнительно включают не менее трех образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с ГОСТ 10180 в разные смены в течение не менее 5 сут из бетона одного состава, одной и той же технологии и при том же режиме тепловлажностной обработки или тех же условиях твердения, что и конструкции, подлежащие контролю. При изготовлении образцов пять серий рекомендуется изготавливать из бетонной смеси, отличающейся по составу от проектного по цементно-водному отношению в пределах плюс 0,4, и пять серий в пределах минус 0,4.

3.5. Размеры образцов для установления градуировочной зависимости следует выбирать в соответствии с наибольшей крупностью заполнителя в бетонной смеси по ГОСТ 10180, но не менее:

- 100х100х100 мм - для методов отскока, ударного импульса, пластической деформации для испытания неразрушающими методами и по ГОСТ 10180 и отрыва со скалыванием для испытания по ГОСТ 10180;

- 200х200х200 мм - для методов отрыва и скалывания ребра конструкции.

Размеры ребра дополнительных образцов-кубов, испытываемых методом отрыва со скалыванием, должны быть не менее шести глубин установки анкерного устройства.

В случае применения на производстве способов и режимов уплотнения, приводящих к изменению структуры бетона, размер и способ изготовления образцов для установления градуировочных зависимостей должен указываться в стандартах или технических условиях на сборные конструкции, в рабочих чертежах на монолитные конструкции или же в методиках, утвержденных в установленном порядке.

3.6. Возраст образцов, используемых при установлении градуировочной зависимости, для методов отскока, ударного импульса и пластической деформации не должен отличаться от установленного срока испытаний конструкций:

- более чем на 40% - при контроле прочности бетона естественного твердения;

- более чем в два раза - при контроле прочности бетона после тепловой обработки.

Температура бетона отдельных образцов при определении косвенной характеристики не должна отличаться от средней температуры образцов более чем на ±10 °С, а от температуры конструкции - более чем на ±10 °С.

При построении градуировочных зависимостей, предназначенных для контроля отпускной, передаточной и распалубочной прочности бетона, допускается устанавливать градуировочную зависимость по данным неразрушающих испытаний горячих образцов и испытания тех же образцов на сжатие по ГОСТ 10180 при нормальной температуре.

Технология испытания бетона на отрыв разработана на основе измерения наибольшего количество усилий, которые необходимо приложить для разрушения бетонной конструкции. Во время проведения испытания происходит отрыв фрагмента с помощью специального диска, сделанного из стали, который соединен с гладкой поверхностью исследуемой конструкции при помощи клеевого раствора на основе эпоксидов. Лучше всего для этих целей использовать клей ЭД16 или клей ЭД20, они рекомендуются в ГОСТ 22690-2015. В настоящее время широкое применение нашли двухкомпонентные клеевые растворы, изготавливаемые современными производителями. Это клеи POXIPOL, «Контакт», «Момент» и другие.

Технология испытания бетона, описанная в отечественной литературе, подразумевает соединение диска и участка, подлежащего испытанию при помощи клеевой массы и воздействию на него. При проведении испытания бетона методом отрыва площадь, на которую происходит воздействие, не может быть постоянной и должна быть определена перед проведением очередного эксперимента.

Иностранные технологии предусматривают перед началом эксперимента создание при помощи кольцевых сверл (коронок) специальной борозды на месте отрыва. Благодаря этой методике площадь испытания заранее становится известна, что позволяет увеличить точность выполненных измерений. По окончании испытания прочность бетона на растяжение (R(bt)), определяется путем вычисления эмпирической зависимости, то есть определение прочности при выполнении сжатия.

Для проведения экспериментов с помощью технологии отрыва возможно использование разнообразного электронного и другого оборудования, применяемого для таких целей. Это могут быть приборы ПОС-50МГ4, ОНИКСОС, ПИБ, DYNA, иногда некоторые предприятия применяют старые аналоги оборудования: ГПНВ-5, ГПНС-5. Кроме того, такие лабораторные анализы подразумевают в обязательном порядке наличие специального захвата.

Испытание бетона методом отрыва со скалыванием

Данной технологии достаточно много схожести с методом, о котором мы рассказали выше. Различие этих технологических процессов состоит в способах крепления захватов с бетоном. Испытание бетона методом отрыва со скалыванием подразумевает следующее: в конструкцию помещают несколько анкеров с лепестками, они должны быть разной длинны, чтобы получить более достоверные результаты при отрыве. Обычно в месте испытания прорубают шпур, куда затем закладывают анкера, после чего замеряют разрушающее воздействие (Р).

Определение прочности сжатием выполняется по формуле расчета из ГОСТ 22690: R=m1•m2•P.

m1, - это показатель размера крупного заполнителя;

m2, - это показатель прочности, определяющийся во время процесса сжатия, зависит от марки бетона.

Это довольно широко используемая технология в нашей стране за счет универсальной методики, несложной технологически и позволяющей произвести испытание в любом месте исследуемой конструкции. Исключение может составлять участок, где этого не позволяет частота армированных прутьев или толщина бетона. Для получения результатов также могут применяться приборы, перечисленные выше.

Кроме того, испытание бетона на отрыв со скалыванием имеет еще один положительный момент: при использовании такой методики не требуются идеально ровные участки поверхности. Пример можно увидеть на рисунке 3, где показано устройство ПОС-МГ4, закрепленное на стенке, имеющей неровность.

Испытание бетонного образца методом скалывания ребра

Технологию скалывания ребра считают модифицированным вариантом метода отрыва, дающим возможность получить и измерить прочность бетона при помощи приложенных усилий (Р), которые направлены на разрушение испытуемого образца бетона. А сам метод называется так, потому что исследование производят на ребре конструкции. Чуть раньше, чтобы испытывать здания и сооружения с применением данного метода, выпускали приборы, такие как ГПНС-4 и ПОС-МГ4 Скол. Важно, чтобы при их использовании были два внешних угла у конструкции и чтобы они располагались рядом друг с другом. Когда сами конструкции испытывали, фиксацию проводили струбцинами, после чего непосредственно на ребро оказывалось воздействие, поэтому применять данный метод удавалось на так называемых линейных конструкциях (колонна, ригель, стена, перекрытие).

В настоящее время стало возможным использовать новейшее оборудование, которое можно устанавливать на элемент, подлежащий испытанию с одним внешним ребром. Крепление выполняется с помощью анкеров и дюбелей, что существенно повысило область использования аппаратуры и свело практически к нулю все преимущества технологии скалывания. Благодаря этим новшествам нет необходимости сверлить отверстия и подводить электрическое питание.

С применением технологии скалывания ребра прочность бетона рассчитывается следующим образом:

m – показатель, который учитывает крупность заполненной массы.

Для того, чтобы сравнить характеристики прямых методов контроля, нужно ознакомиться с таблицей 2.

Из показателей, указанных в таблице, сразу видно, что самым большим числом преимуществ пользуется определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием. Но, несмотря на использования такой методики, многие специалисты с сомнением относятся к точности результатов лабораторных испытаний и, соответственно, прочности бетона, которая определяется таким образом. Для изучения данного вопроса, сравнения результатов исследований, полученных путем различных методов испытаний, был проведен эксперимент, с которым вы можете ознакомиться далее.

Результат лабораторных испытаний

Исследование проводили в Политехническом университете города Санкт-Петербург.

Для получения результатов из стены был выпилен и доставлен в лабораторию кусок армированного бетона, размер которого составил 2,0х1,0х0,3 м. Основой бетонного куска являлись две арматурные сетки, диаметр арматурных прутьев в них составил шестнадцать миллиметров, шаг прутьев в решетке равен 10 сантиметрам, защитный слой от 1,5 до 6 сантиметров. Образец, отправленный на лабораторное испытание, состоял из тяжелой бетонной массы, изготовленной из крупного гранитного щебня фракции 20–40.

Применение разрушающей методики контроля позволило определить прочность испытуемого образца. Благодаря применению алмазного бурения в бетонной конструкции, получено одиннадцать кернов разной длины, диаметр отверстий составил 80 миллиметров. Всего было изготовлено двадцать девять образцов цилиндрической формы, все образцы выполнены по ГОСТу 28570, их получили из кернов, сделанных с помощью бурения. Далее получаем среднеарифметические полученные значения - 49,0 МПа.

Результаты получились весьма неоднородными: коэффициент 15,6 процента и результат СКО - 7,6 МПа.

Для получения результатов используют технологии:

- описываемые в данной статье;

- упругий отскок и ударный импульс.

Использовать в данном эксперименте методику скалывания ребра невозможно из-за близко расположенных к испытываемым ребрам конструкции арматурных прутьев. Получение результата при помощи применения ультразвуковых технологий также невозможно, так как прочность бетонного образца для испытания больше допустимой нормы для проведения такого исследования. (Смотрите таблицу 1). Исследование всеми доступными технологиями выполнялось на грани, сделанной в бетоне с использованием алмазного бура, это дало возможность получить идеальные результаты.

Ниже указаны результаты испытания.

Усредненный показатель прочности, который удалось получить при помощи сжатия, отличается не более чем на 5 процентов. В результате шести испытаний с помощью технологии отрыва со скалыванием, разброс показателя прочности составил 4,8 процента. Показатели исследований, полученные за счет применения других видов испытания, превышают метод отрыва со скалыванием на 40 – 60 процентов.

Заключение

1. При выполнении исследовательских работ необходимо производить расчеты градуировочной зависимости и учитывать влияние различных факторов, которые искажают результаты.

2. Нужно учесть, что прочность бетонной конструкции, определяемой с помощью методики сжатия, сопровождается большой погрешностью из-за неоднородности бетонной массы.

3. При получении результатов исследования лучше всего применять технологию разрушающего метода.

4. По сравнению со всеми методиками исследований бетона лучше всего использовать технологию отрыва со скалыванием, так как она является наиболее точной

Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:

Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте 2. По телефонам:

3. Написать нам на почту

4. А также в комментариях к публикации.

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.

Читайте также: