Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современные приборы и методы неразрушающего контроля прочности бетона

Методы неразрушающего контроля бетона

В статье речь пойдет о методах неразрушающего контроля бетона, приборах неразрушающего контроля и способах определения прочности бетона.

Качество бетонных и железобетонных изделий и конструкций в значительной степени зависит от эффективного и действенного контроля прочности и однородности бетона, защитного слоя бетона, расположения арматуры, напряжений в арматуре предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Определить прочность бетона можно стандартными методами путем изготовления и испытания образцов. Но достоверность контроля прочности и однородности бетона по стандартным образцам недостаточна из-за ряда причин: объем испытания стандартных образцов к превышает 0.01 % уложенного в конструкцию бетона, условия виброформования и режимы твердения образцов и конструкций различны, стандартными методами невозможно определить однородность бетона в изделии и прочность отдельных его участков. При обследовании конструкций зданий и сооружений стандартные методы испытания бетона вообще неприменимы.

Эти недостатки стандартных методов испытания прочности бетона обусловили развитие неразрушающих методов контроля и методов, связанных с испытаниями бетона в нестандартных образцах, извлекаемых из конструкции.

Для неразрушающего контроля прочности бетона используются приборы, основанные на методах местных разрушений (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, отрыв стальных дисков), ударного воздействия на бетон (ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация) и ультразвукового прозвучивания.

При обследовании монолитных конструкций и больших массивов бетона применение ударно-импульсных и ультразвуковых приборов должно сочетаться с испытаниями бетона методами отрыва со скалыванием, скалывания ребра или отбора образцов (кернов).

При выборе методов неразрушающего контроля и приборов для проведения испытаний бетона пользователь должен знать их особенности и рекомендуемые области применения.

Достаточно полно методы неразрушающего контроля классифицированы в работах Б.Г. Скрамтаева и М.Ю. Лещинского «Испытание прочности бетона» (М., 1964) и М.Г. Коревицкой «Неразрушающие методы контроля качества железобетонных конструкций» (М., 1989). В этих изданиях даны рекомендации по выбору методов и средств неразрушающего контроля в зависимости от вида контролируемого изделия и условий его эксплуатации.

Однако современная приборная база неразрушающего контроля существенно отличается от рекомендуемой авторами. С начала 90-х годов XX века активно ведется разработка и производство приборов неразрушающего контроля нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности.

Особого внимания заслуживают методы отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва стальных дисков, которые часто называют методами местных разрушений. Эти методы характеризуются большей точностью по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.

В настоящее время в РФ выпускается несколько модификаций сертифицированных приборов, реализующих перечисленные методы (таблицы 1 и 2).

Приборы, основанные на методах местных разрушений, применяются в основном в монолитном домостроении и при обследовании конструкций зданий и сооружений. Недостатки этих методов обусловлены повышенной трудоемкостью и необходимостью определения оси арматуры и глубины ее залегания, что ограничивает их применение при определении прочности бетона отдельных конструкций или их участков, а также при уточнении градуировочных зависимостей ультразвуковых и ударноимпульсных приборов в соответствии с ГОСТ 22690.

Таблица 1. Отрыв со скалыванием.

ТипПредельное усилие
вырыва, кН, индикация
Тип анкераПредел погрешности, %Масса, кгИзготовитель
ПОС-50МГ4,
внесен в Госреестр РФ
60
цифровая
II — 30, II — 35, II — 48± 25,0«СКБ Стройприбор», Челябинск
ПОС-2МГ42
цифровая
спиральный для
ячеистых бетонов
± 31,1«СКБ Стройприбор», Челябинск
ПБЛР50
маномер
III — 35± 44,0ИТЦ «Контрос», Москва
ВМ-2.450
цифровая
I — 35, II — 35± 33,2ВЗ «Эталон», Москва

Таблица 2. Скалывание ребра.

ТипПредельное усилие
вырыва, кН, индикация
Размер грани контролируемого
изделия, мм
Предел
погрешности, %
Масса, кгИзготовитель
ПОС-50МГ4 «Скол»,
внесен в Госреестр РФ
60
цифровая
II — 30, II — 35, II — 48± 25,0«СКБ Стройприбор», Челябинск

Неразрушающего контроля прочности бетона выполняется, как правило, высокопроизводительными приборами после установления корреляции их косвенной характеристики (базовой зависимости) с фактической прочностью контролируемого бетона. Для этих целей применяются приборы ударного действия, основанные на методах ударного импульса (упругого отскока, пластической деформации) и ультразвуковые измерители скорости (времени) распространения ультразвуковых колебаний в бетоне. Характеристики основных приборов ударного действуя, выпускаемых в РФ, приведены в табл. 3.

Следует отметить, что погрешности приборов, указанные в табл. 3, обеспечиваются после уточнения их базовых
градуировок в соответствии с требованиями ГОСТ 22690 либо в случае установления пользователем индивидуальных градуировок для конкретного вида бетона (в приборах типа ИПС предусмотрена возможность установления до 20 индивидуальных градуировок).

ТипПредельное усилие
вырыва, кН, индикация
Основная погрешность %,
не более
Количество базовых
градуировок
Объем памяти,
связь с ПК
Масса,кгИзготовитель
ИПС-МГ4.013. 100
цифровая
± 101500
RS-232
0,85«СКБ Стройприбор», Челябинск
ИПС-МГ4.03,
внесен в Госреестр РФ
3. 100
цифровая
± 84415000
USB
0,85«СКБ Стройприбор», Челябинск
Beton Pro Condtrol3. 100
цифровая
± 1011000
RS-232
0,95НПП «Кондтроль»,
Челябинск
ОМШ-15. 40
стрелочная
± 20нетнет1,5Фирма ВНИР, Москва
ИТЦ «Контрос», Москва
Молоток
Кашкарова
5. 40
нет
± 20нетнет1,2Фирма ВНИР, Москва
ИТЦ «Контрос», Москва

Характеристики ультразвуковых приборов, выпускаемых в РФ и Молдове, приведены в табл. 4. При использовании ультразвуковых приборов для определения прочности бетона следует учитывать, что диапазон контролируемых прочностей ограничивается классами В7,5…В35 (10…40 МПа) согласно ГОСТ 17624. При более высоких прочностях возможна лишь дефектоскопия бетона и локализация скрытых дефектов (трещины, раковины, несплошности).

ТипБаза прозвучивания, ммДиапазон измерения
времени, мкс
Предел погрешности
измерения времени, %
Рабочая
частота, кГц
Масса,кгИзготовитель
УК 1401,
внесен в Госреестр РФ
15015. 100± 1700,35ООО АКС, Москва
УК-14ПМ12020. 9900± (0,01Т+0,1)20. 3002,3АО «Интроскоп», Молдова
УК-10ПМС10. 5000± 0,525. 10008,7АО «Интроскоп», Молдова
Бетон-3212015. 6500± (0,01Т+0,1)601,4ИТЦ «Контрос», Москва
УКС-МГ4,
внесен в Госреестр РФ
11015. 2000± (0,01Т+0,1)60. 700,95«СКБ Стройприбор», Челябинск
А1212Дефектоскопия и толщинометрия бетона на глубину до 1050 мм20. 1501,6ООО АКС, Москва

Контроль прочности ударными и ультразвуковыми методами ведется в поверхностных слоях бетона (кроме сквозного ультразвукового прозвучивания), из-за чего состояние поверхностного слоя может оказывать существенное влияние на результаты контроля. При воздействии на бетон агрессивных факторов (химических, термических или атмосферных) необходимо выявить толщину поверхностного слоя с нарушенной структурой.

Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона при этом определяют преимущественно приборами, основанными на методах местных разрушений, или путем отбора образцов. При использовании ударно-импульсных и ультразвуковых приборов контролируемая поверхность должна иметь шероховатость не более Ra 25, а градуировочные характеристики приборов требуют уточнения.

Пользователь должен знать, что базовая либо типовая градуировочная зависимость, с которой может поставляться прибор, с достаточной степенью точности воспроизводит прочность бетона того вида (класса), на котором прибор калибровался. Изменение вида крупного заполнителя, влажности, возраста бетона и условий его твердения приводит к увеличению погрешности измерений. Для ультразвуковых приборов перечень факторов, влияющих на точность измерений, еще шире (Лещинский М.Ю. Испытание бетона. М., 1980).

В.В. Гулунов, директор ООО «СКБ Стройприбор»

Испытание прочности бетона при помощи ультразвука.

Приборы для определения прочности бетона ультразвуковым методом

Для того, чтобы получить максимально точный результат, необходимо проверять образцы на современных прессах, оснащенных электрическим приводом, а также цифровым воспроизведением результата испытания. Но также есть еще одно немаловажное требование – модель пресса должна быть занесена в Госреестр. Эта необходимость обусловлена несколькими вещами:

1) Модели пресса, внесенные в Госреестр дают максимально точные результаты. Данные прессы разрабатывались непосредственно для строительных лабораторий, и они проходили множество проверок на тождественность результата эталонным. Это значит, что по результатам проверки вы действительно будете уверены в соответствии исследуемого бетона проектному, что позволяет вам быть абсолютно спокойными и за ход строительства, и за дальнейшую эксплуатацию здания.

2) Если вы строите объект капитального строительства под жилые или нежилые помещения, иначе говоря – многоквартирный дом или здание промышленного назначения, вам нужно гарантировать чистоту документов и обезопасить себя от возможных исков в вашу сторону. Приведем пример: в здании взорвался газовый баллон и произошло частичное обрушение бетонной конструкции, повлекшее за собой травмы на производстве, летальный исход, ущерб имуществу и прочее – начинаются поиски несоответствий, и, если бетон будет не соответствовать конструкционным требованиям – виноват будет подрядчик. А несоответствие бетона – это и несоответствие пресса, на котором была произведена проверка требованиям Госреестра.

Поэтому, если вы хотите максимально обезопасить себя от ненужных расходов – лучше всего обратиться в строительную лабораторию, ведь цена испытания кубиков бетона существенно меньше той, которую вы можете заплатить в будущем.

Все современные прессы оснащены цифровой панелью. И, что особенно приятно, это панель служит не только для вывода конечной информации, но и для ее обработки. Вы задаете прессу параметры и вид материала, а также скорость возрастания нагрузки. Пресс обрабатывает данные, а после проведения испытания сохраняет их на подключенный компьютер для дальнейшего документирования.

Ультразвуковое исследование бетона позволяет определять действительную прочность прибора с максимальной точность. Данный метод, по точности, может уступить, разве что, разрушающему методу, но он гораздо более удобный и предоставляет более полную картину происходящего в бетоне. Как уже говорилось ранее, некоторые приборы ультразвукового контроля прочности бетона имеют расширение в виде дефектоскопов, которые предоставляют данные о всем объеме материала, т.е. он покажет внутренние трещины и пустоты в бетоне, о которых вы даже не подозревали, а они влияют на эксплуатационные характеристики здания. Эти приборы способны оценить не только однородность, но и пористость материала, а также зрелость бетона и наличие минеральных отложений внутри. Иначе говоря – вы знаете все, что происходит внутри бетона.

Огромным преимуществом ультразвукового метода является то, что он совершенно не повреждает бетонную конструкцию, что позволяет отнести его к неразрушающим методам контроля бетона, о которых мы уже рассказывали вам ранее. Однако его отличие от прочих методов видно невооруженным глазом. Вам не надо бить, скалывать и отрывать бетон от поверхности – да, прочностные характеристики от этого страдают мизерно и не дают существенных проблем для эксплуатации здания. Однако некоторые эстетические повреждения все-таки имеются. Ультразвуковой метод неразрушающего контроля бетона же не оставляет никаких повреждений на поверхности исследуемого участка конструкции, тем самым делая свое использование все более приоритетным для современных строителей.

Рассмотрим же принцип работы прибора и весь процесс ультразвукового исследования бетона. Сначала в приборе генерируется импульс, который преобразовывается в волну и предается по бетону вплоть до приемника сигнала, который принимает, а затем усиливает сигнал, передавая данные на развертку, которая, фактически отображает все данные исследования. За долгое время существования этого прибора были определены различные функции зависимости, в частности было написано более 10-ти уравнений, связывающих скорость передачи ультразвукового импульса и прочность бетона. В уравнениях присутствуют коэффициенты a, b и c, отражающие разные характеристики испытуемых конструкций. Нахождение этих параметров в уравнении делало их громоздкими, а также вынуждало проводить испытания образцов, полученных в лабораторных условиях из того же бетона, что и конструкция. Это создавало множество неудобств.

Многие российские ученые думали над этим вопросом, и в конце концов пришли к выражению зависимости: R=abV3,75. Коэффициент a выражал тип заполнителя, применяемого в конструкции, ведь для каждого заполнителя, будь то щебень или известняк, время распространения ультразвука разное. Коэффициент b является градуировочным. Для определения градуировочных зависимостей производится не менее 15-ти кубов бетона с ребром 0,1 метра, которые твердеют в течении 5 суток. Но это все касается именно лабораторных испытаний бетона непосредственно перед производством строительных работ. Как применить этот метод для уже существующих конструкций. Ответ – лучше всего заказать услуги лаборатории, которая уже точно произведет точные исследования и даст вам полную картину прочностных характеристик вашей бетонной конструкции. Если же вы сам решитесь на подобные исследования, то вам необходимо учитывать следующие пункты:

    1) Измерять конструкцию так, чтобы импульс был направлен перпендикулярно рабочей арматуре

2) Если производится поверхностное прозвучивание бетона – то необходимо провести 2 испытания, результаты должны отклоняться друг от друга не более 1 %. Для сквозного – 1 прозвучивание.

3) Необходимо получить градуировочные зависимости для исследуемого типа бетона, а для этого необходимо дополнительно выполнить испытания или разрушающим методом, или методом отрыва со скалыванием..

4) Согласно ГОСТ 17624-2012 необходимо производить вычисления по формуле R=aH+b. Где R – это прочность, H – скорость или время ультразвука, a и b – коэффициенты вычисляемой градуировочной зависимости.

Неразрушающий контроль бетона – методы и оборудование

Качественно изготовленные бетонные конструкции способны прослужить не один десяток лет. Одним из наиболее важных и ключевых методов, служащих для определения их надежности, является неразрушающий контроль бетона, выясняющий однородность материала, его прочность, толщину защитного слоя и другие немаловажные показатели готовых изделий.

Методы неразрушающего контроля

Наиболее значимым параметром для бетонных изделий является прочность материала на сжатие, хотя в некоторых конструкциях одним из основных показателей считается прочность бетона на растяжение при изгибе.

Контрольные замеры производятся как в лабораториях, так и непосредственно на строительных площадках.

Неразрушающим контролем называется определение свойств и характеристик бетонных конструкций без нарушения их пригодности и возможности дальнейшей эксплуатации. Следует отметить, что все существующие методы контроля представляют собой косвенные способы получения необходимых показателей. Каждый из способов имеет свои неоспоримые достоинства и некоторые ограничения в использовании, поэтому выделить какой-либо из них не представляется возможным.

Наиболее простым считается контроль линейных замеров изделия, а также соответствие возможным отклонениям в вертикальном и горизонтальном направлении конструктивных элементов сооружения в целом. При этом используют:

  • рулетки;
  • линейки;
  • щупы;
  • штангенциркули;
  • нивелиры;
  • теодолиты.
Читать еще:  Можно ли делать бетон из известнякового щебня

К неразрушающим методам контроля на прочностные характеристики и однородность внутренней структуры бетона относятся:

  • местные разрушения – на отрыв со скалыванием, на скалывание ребра, либо отрыв стальных дисков;
  • ударное воздействие – величина отскока, импульс при ударе, искусственная деформация;
  • ультразвук.

На точность контроля могут влиять некоторые факторы:

  • марка и состав цементной смеси;
  • разновидность заполнителя;
  • карбонизация – изменения, возникающие в поверхностном слое под воздействием углекислого газа;
  • условия схватывания и отвердевания;
  • возраст бетона;
  • влажностные и температурные параметры поверхности.

Методы местных разрушений

Подобные способы считаются наиболее точными из всех существующих неразрушающих методов, так как в них предусматривается использование универсальной и достаточно простой градуировочной зависимости, в которой принимаются во внимание два параметра:

  • разновидность бетона (относится к легкому или тяжелому типу);
  • крупность заполнителя.

Методом отрыва со скалыванием регистрируют сопротивление бетона при местном разрушении изделия в момент отрыва его фрагмента анкерным устройством. Данный способ является достаточно точным, но трудоемким. К тому же, его использование невозможно в конструкциях со слишком тонкими стенками и на густоармированных участках.

Метод скалывания ребра предусматривает скол выступающего угла бетонной конструкции. Для него не требуется выполнять высверливание и другие подготовительные работы, но при толщине защитной прослойки менее чем 20мм его использование не допустимо. Применяют скалывание ребра для контроля за линейными конструкциями, такими как ригели и сваи, перемычки и колонны, балки и др.

Метод стальных дисков используют в случаях, когда два предыдущих способа применять не допускается из-за различных ограничений. Он менее трудоемок, но имеет свои недостатки. Дело в том, что металлические диски, которые в дальнейшем необходимо будет оторвать, следует наклеивать до начала испытания за 5-24 часа, в зависимости от вида клеевого состава.

К недостаткам всех трех методов можно отнести:

  • частичное разрушение поверхности;
  • необходимость предварительного определения количества и глубины расположения арматуры;
  • длительность и трудоемкость процесса.

Методы ударного воздействия

Способ неразрушающего контроля методом ударного импульса считается наиболее востребованным, а поэтому – распространенным. Он предусматривает фиксацию энергии удара именно в тот момент, когда боек ударного инструмента соприкасается с бетонной поверхностью. Данный метод позволяет установить класс бетона, измерить его прочность, а также упругость относительно разных углов наклона к испытываемой поверхности. Он помогает выявить зоны недостаточного уплотнения, либо неоднородности структуры материала.

По показателям нескольких замеров производится усреднение показателей, что является окончательным результатом проверки.

Метод упругого отскока включает в себя замеры пути обратного хода ударника после его воздействия на поверхность бетона или прислоненную к ней стальную пластину. При данном варианте контроля кроме прочности материала определяется его твердость, для чего контролирующие приборы комплектуются склерометрами.

Метод пластической деформации предусматривает измерение габаритов отпечатка, оставленного на бетоне после ударения о поверхность стального шарика. Подобный способ является устаревшим, но из-за малой стоимости оборудования он до сих пор остается востребованным.

Ультразвуковой метод

Такой способ контроля позволяет при помощи ультразвука проверять прочностные свойства бетона в пределах всего «тела» конструкции. Кроме этого существует возможность определения:

  • глубины и размера трещин;
  • качества бетонирования;
  • возможных дефектов.

В процессе проведения проверки производится поверхностное и сквозное прозвучивание с использованием специальных датчиков, находящихся с одной или двух-четырех сторон подвергающегося тестированию бетонного изделия. К недостаткам данного вида контроля относится невозможность использования ультразвукового способа для исследования высокопрочных бетонов.

Приборы для измерений

Устройства, использующиеся для проведения неразрушающего контроля, представляют собой приборы, производящие оперативную диагностику состояния материала без нарушения его целостности. В технической литературе их называют приборами неразрушающего контроля с условным обозначением «ПНК».

Измерения производятся в соответствии с нормативами и техническим заданием заказчика. Неразрушающий метод контроля бетона включает в себя проверку следующих параметров:

  • прочности конструкции;
  • твердости материала;
  • наличия внутренних пустот;
  • глубины и качества заделки арматуры;
  • влагонепроницаемости;
  • морозоустойчивости;
  • величины защитной прослойки и др.

ПНК подразделяются на несколько групп.

Измерители прочности

Оборудование производит диагностику бетона на прочность без механических разрушений конструкции в целом. Результаты получаются путем косвенных замеров и перерасчетов полученных величин, непосредственно отвечающих за прочностные характеристики или статически с ними взаимосвязанные. Прочность характеризуется сопротивлением внешним механическим воздействиям путем появления внутренних напряжений, способных противостоять разрушению материала.

К оборудованию, предназначенному для неразрушающего контроля прочности, относятся:

  • механические измерители, позволяющие определять прочностные свойства способом упругого отскока. В зависимости от модели, они производят измерения тонкостенных (до 100мм) и толстостенных (более 100мм) изделий из бетона. В первом случае ПНК имеют уменьшенную энергию удара. Механические приборы отличаются наличием погрешности до 15-20 процентов;
  • электронные измерители способны получить измеряемые величины с высокой долей точности (погрешность менее чем 5 процентов для бетонных изделий со стенками до 100мм). Электронный прибор для измерения прочности бетона используют для стабильного измерения прочностных показателей методами упругого отскока с автоматическим учетом направления и угла наклона измерителя. К тому же, оборудование способно определить степень карбонизации. Данная разновидность ПНК имеет возможность подключения к компьютерной технике;
  • измерители электронного типа с выносными преобразователями. При определении прочности тонкостенных изделий они имеют небольшую погрешность – в пределах пяти процентов. Результаты измерений учитывают процессы карбонизации, а выводятся они в виде графических гистограмм. Допускается производить управление оборудованием через компьютер;
  • электронные измерители, использующие метод ударного импульса и передающие данные непосредственно на компьютер. Приборы имеют 7-15 процентную погрешность и усовершенствованные возможности. Одни модели оснащены самовзводными склерометрами, отвечающими за определение твердости бетона. Они производят удар с усиленной энергией. Другие модели имеют светодиодную индикацию и расширенный тепловой режим;
  • электронные измерители, работающие по методу отрыва со скалыванием. Они представляют собой двухцилиндровый гидравлический пресс, оснащенный опорами и имеющий встроенную электронику;
  • двухпараметрические электронные измерители, сочетающие методы и отскока, и ударного импульса. Их погрешность составляет 8 процентов, а отличаются приборы возможностью внесения оперативных корректировок в процессе работы;
  • ультразвуковые измерители способны определить прочность бетонной глыбы, ее однородность и внутренние дефекты на основании времени и, соответственно, скорости прохождения ультразвука сквозь тело бетона. Исследования и измерения производят на фиксированной прозвучивающей базе. Некоторые модели комплектуются выносными датчиками, другие подключаются к ПК через специальные кабели;
  • микроскоп, предназначающийся для определения величины трещин.

В ходе проводящихся проверок в приборах, производящих неразрушающие методы контроля прочности бетона, происходит изнашивание их механических частей, что влияет на точность результатов измерений. Для проверки соответствия показаний эталонным значениям измерители подвергают периодической диагностической проверке на калибровочных наковальнях.

Измерители твердости

Твердость представляет собой возможность сопротивления материала в случае пластического деформирования или местного воздействия на его поверхность более твердого материала. Данное свойство зависит одновременно от прочности и пластичности бетона, а определяется оно несколькими видами портативных твердомеров:

  • динамическими;
  • цифровыми;
  • ультразвуковыми.

Анализаторы влажности

Под термином «влажность» понимают процентное отношение массы влаги, содержащейся в исследуемом материале, к его массе в сухом или влажном состоянии. Основным направлением использования влагомеров является контроль за влажностью древесины, поэтому первоначально они настроены на показатели древесных пород. При необходимости контроля за бетонными поверхностями изготовители к приборам прилагают инструкции, в которых находятся таблицы соответствия влажности бетона или других материалов к влажности древесины.

Неразрушающий контроль подразумевает измерение не самой влажности, а связанного с ней параметра. В дальнейшем результат «переводят» в показатель влажности.

Влагомеры подразделяются на два основных виды:

  • игольчатые, производящие замеры электрического сопротивления, зависящего от показателя влажности, между погруженными в бетон контактными иглами;
  • бесконтактные, определяющие контролируемые величины на основании затухания электромагнитных волн.

Измерители защитного слоя

Оборудование можно с уверенностью отнести к приборам поиска арматуры. Принцип их действия состоит в искажении электромагнитного сигнала устройства в случае его «встречи» с арматурой, расположенной в теле бетона. В результате, полученные показатели преобразуются в информацию о месторасположении металлического каркаса.

В качестве аппаратуры применяются:

  • локаторы арматуры, использующиеся не только для обнаружения места нахождения стальных стержней, но и для определения размера защитной прослойки;
  • профометры, определяющие место расположения стержней, их диаметр, а также реальное отдаление от поверхности;
  • измерители, помогающие оперативно выявить положение и габариты арматуры, а также толщину защитного бетонного слоя.

Каждый из приборов контроля выполняет предназначенную для него функцию. В целом они создают реальную картину, относящуюся к качеству бетонного изделия, либо конструкции. Все измерители основаны на том или ином методе проверки, но в итоге полученные результаты помогают определить, насколько конструкция остается надежной и прочной.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Рубрика: Технические науки

Статья просмотрена: 30987 раз

Библиографическое описание:

Бербеков, Ж. В. Неразрушающие методы контроля прочности бетона / Ж. В. Бербеков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 11 (46). — С. 20-23. — URL: https://moluch.ru/archive/46/5697/ (дата обращения: 01.11.2020).

В статье ставится задача рассмотреть методы контроля прочности бетона, при которых последний не теряет свои эксплуатационные качества и не нарушается целостность изделия. Выявлена и обоснована необходимость использования неразрушающих методов контроля прочности, описаны принципы проведения испытаний.

Ключевые фразы: бетон, прочность бетона, неразрушающий контроль, методы испытаний, ударный, скол, ультразвуковой.

Бетон — строительный материал, искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и уплотненной смеси вяжущего вещества (цемент или др.), заполнителей, воды. В ряде случаев может содержать специальные добавки. Смесь этих материалов до затвердевания называют бетонной смесью. Зерна песка и щебня составляют каменную основу бетона. Цемент­ное тесто, образующееся после затворения бетонной смеси водой, обво­лакивает зерна песка и щебня, заполняет промежутки между ними и играет вначале роль смазки заполнителей, придающей подвижность (текучесть) бетонной смеси, а впоследствии, затвердевая, связывает зерна заполнителей, образуя искусственный камень — бетон. Бетон в сочетании со стальной арматурой называют железобетоном.

Неразрушающий контроль — контроль свойств и параметров объекта, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к использованию и эксплуатации. Неразрушающий контроль особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций.

При проведении определения прочности бетона с помощью методов неразрушающего контроля необходимо учитывать, что все эти методы являются косвенными. Выделить какой-то один метод нельзя, все они обладают своими достоинствами, недостатками и ограничениями в применении. Поэтому лаборатория оснащена приборами неразрушающего контроля, позволяющими использовать все методы. На начальном этапе существования здания обычно осуществляется контроль соответствия проекту линейных размеров и отсутствия их существенных отклонений от нормативных значений. Для этого применяются линейки, рулетки, нутромеры, скобы, штангенциркули, щупы микроскопы и другой специальный инвентарь. Для замеров отклонений конструкций от вертикали и горизонтали обычно используются нивелиры, теодолиты и поверочные линейки. В существующем здании оценка прочностных показателей конструктивных единиц обычно осуществляется двумя способами. Первый основывается на нагружении конструкции вплоть до ее разрушения, и, таким образом, определяется предельная несущая способность. Однако применение такого метода является, по понятным причинам, экономически нецелесообразным. Гораздо более привлекательны в этом плане неразрушающие методы, которые подразумевают применение для оценки состояния конструкций специальных приборов. В этом случае обработка полученных результатов измерений осуществляется при помощи компьютерных программ, что позволяет получить значительную достоверность конечных характеристик. Наиболее весомым фактором, определяющим метод и средства измерения и контроля, является предельно допустимая погрешность измерений. Так же немаловажно удобство проведения работ, простота обработки результатов. Основой неразрушающих методов являются косвенные характеристики, такие как отпечаток на бетоне; энергия, затраченная на удар; напряжение, приведшее к местному разрушению бетона. Рассмотрим подробнее часто применяемые методы неразрушающего контроля для основных строительных материалов.


Методы местных разрушений

Это самые точные из методов неразрушающего контроля прочности, поскольку для них допускается использовать универсальную градуировочную зависимость, в которой изменяются всего два параметра:

1) крупность заполнителя, которую принимают равной 1,0 при крупности менее 50 мм и 1,1 при крупности более 50 мм;

2) тип бетона – тяжелый либо легкий.

Метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции заключаются в регистрации усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции, либо местного разрушения бетона в процессе вырывания из него анкерного устройства.

Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, для которого в стандартах прописаны градуировочные зависимости. Метод отрыва со скалыванием характеризуется наибольшей точностью, но и наибольшей трудоемкостью испытаний, обусловленной необходимостью подготовки шпуров для установки анкера. К недостаткам метода следует отнести также невозможность использования в густоармированных и тонкостенных конструкциях.

Метод отрыва стальных дисков может быть использован при испытании бетона в густо-армированных конструкциях, когда метод отрыва со скалыванием, а нередко и метод скалывания ребра конструкции (с учетом его ограничений) не могут быть использованы. Он точен и менее трудоемок по сравнению с методом отрыва со скалыванием. К недостаткам метода следует отнести необходимость наклеивания дисков за 3-24 часа до момента испытания (в зависимости от применяемого клея).

Метод скалывания ребра конструкции используется главным образом для контроля линейных элементов (сваи, колонны, ригели, балки, перемычки и т.п.). В отличие от методов отрыва и отрыва со скалыванием, он не требует подготовительных работ. Однако при защитном слое менее 20мм и повреждениях защитного слоя метод неприменим.

Метод отрыва стальных дисков заключается в регистрации напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве от него металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска. В настоящее время метод используется крайне редко. Недостатки методов местных разрушений: повышенная трудоемкость; необходимость определения оси арматуры и глубины ее залегания; невозможность использования в густоармированных участках; частично повреждает поверхность конструкции.


Методы ударного воздействия на бетон

Самый распространенный метод контроля прочности бетона из всех неразрушающих — метод ударного импульса.

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона.

Приборы, использующие данный метод, отличаются небольшим весом и компактностью, а определение прочности бетона методом ударного импульса является достаточно простой операцией. Результаты измерений выдаются в единицах измерения прочности на сжатие. Также с их помощью можно определять класс бетона, производить измерение прочности под различными углами к поверхности объекта, переносить накопленные данные на компьютер.

Читать еще:  Чем облицевать фундамент дома: варианты отделочных материалов

Ударные импульсы – это ударные волны малой энергии, генерируемые подшипниками качения вследствие соударений и изменений давления в зоне качения этих подшипников в течение всего срока службы подшипников и распространяющиеся в материалах деталей подшипника, подшипникового узла и прилегающих к ним деталей.

Основные задачи применения метода ударных импульсов:

— получение заблаговременного предупреждения об ухудшении условий смазки подшипников для осуществления своевременной замены смазки по ее фактическому состоянию;

— получение заблаговременного предупреждения об ухудшении условий работы подшипников вследствие различных внешних воздействий для принятия своевременных мер по устранению этих воздействий (например, перегрузки, существенного дисбаланса, несоосности и т.п.);

— получение заблаговременного предупреждения о появлении дефектов подшипников для планирования своевременных замен подшипников;

— сведение к минимуму простоев оборудования;

— сведение к минимуму рисков отказов оборудования и обеспечение надежности его работы.

Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника при соударении с поверхностью бетона. Типичным представителем приборов для испытаний по этому методу является склерометр Шмидта и его многочисленные аналоги. Метод упругого отскока, как и метод пластической деформации, основан на измерении поверхностной твердости бетона.

Метод упругого отскока заимствован из практики определения твердости металла. Для испытания бетона применяют приборы, называемые склерометрами, представляющие собой пружинные молотки со сферическими штампами. Молоток устроен так, что система пружин допускает свободный отскок ударника после удара по бетону или по стальной пластинке, прижатой к бетону. Прибор снабжен шкалой со стрелкой, фиксирующей путь ударника при его обратном отскоке. Энергия удара прибором должна быть не менее 0,75 Н-м; радиус сферической части на конце ударника – не менее 5 мм. Проверку (тарировку) приборов проводят после каждых 500 ударов.

При проведении испытаний после каждого удара берут отсчет по шкале прибора (с точностью до одного деления) и записывают в журнал. Требования к подготовке участков для испытаний, к расположению и количеству мест удара, а также к экспериментам для построения тарировочных кривых такие же, как в методе пластической деформации.

Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний используют молоток Кашкарова. Принцип действия прост. В молоток вставляется металлический стержень определенной прочности, после чего прибором наносят удар по поверхности бетона. С помощью углового масштаба измеряют размеры отпечатков, получившихся на бетоне и стержне. Прочность бетона определяется из соотношения размеров отпечатков (прочность стержня известна).

Приборы, применяемые для испытания методом пластических деформаций, основаны на вдавливании штампа в поверхность бетона путем удара или статического давления заданной силы. Устройства статического давления применяют ограниченно. Приборами ударного действия служат пружинные и ручные молотки со сферическим штампом (шариком) и приборы маятникового типа с дисковым или шариковым штампом. Твердость стали штампов приборов ударного действия должна быть не менее HRC 60, шероховатость — Ra Ra = 5 мкм диаметр шарика — не менее 10 мм, толщина диска — не менее 1 мм, энергия удара должна быть больше или равна 125 Н -см.


Ультразвуковой метод заключается в регистрации 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.

Метод сквозного ультразвукового прозвучивания позволяет, в отличие от всех остальных методов неразрушающего контроля прочности, контролировать прочность не только в приповерхностных слоях бетона, но и прочность тела бетона конструкции.

Ультразвуковые приборы могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины. Скорость распространения ультразвука в бетоне велика , до 4500 м/с.

Градуировочную зависимость между скоростью распространения ультразвука и прочностью бетона на сжатие определяют предварительно для конкретного состава бетона. Это связано с тем, что применение 2-х градуировочных зависимостей для бетонов других или неизвестных составов может привести к ошибкам в определении прочности. На зависимость «прочность бетона- скорость ультразвука» влияют следующие факторы , колебания которых нужно учитывать при применении ультразвукового метода контроля :

– количество и зерновой состав заполнителя ;

– изменение расхода цемента более, чем на 30%;

– способ приготовления бетонной смеси ;

– степень уплотнения бетона;

– напряженное состояние бетона.

Ультразвуковой метод позволяет осуществлять массовые испытания изделий любой формы многократно, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности. Недостатком метода является погрешность при переходе от акустических характеристик к прочностным. Нельзя ультразвуковые приборы использовать для контроля качества высокопрочных бетонов, ультразвуковые приборы нельзя использовать для контроля качества высокопрочных бетонов, т.е. диапазон контролируемых прочностей ограничивается классами В7,5. В35 (10. 40 МПа) согласно ГОСТ 17624-87. Метод сквозного ультразвукового прозвучивания позволяет контролировать прочность не только в приповерхностных слоях бетона, но и прочность тела бетона конструкции.

Обследование технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений. Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирований зданий. В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потери их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследования с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.

ГОСТ 18105-86 Бетоны. Правила контроля прочности бетона. Государственный стандарт союза ССР. 07.10.2007;

ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы испытаний. Государственный стандарт союза ССР. 07.10.2007;

Баженов Ю. М. Технология бетона: учебное пособие для технологических специальностей строительных вузов. Издательство «Высшая школа». 1979

Баженов Ю.М., Алимов Л.А., Воронин В.В. и др. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. — М.: Изд-во АСВ, 2004;

Жуков А.Д. Универсальный справочник прораба. Изд-во НТС «Стройинформ», 2006;

Неразрушающие испытания бетона

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

  • Технологии неразрушающего контроля прочности бетона
  • Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012
  • Виды испытаний. Таблица значений.
  • Заключение

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.

Технологии неразрушающего контроля прочности бетона

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

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

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

Виды испытаний бетона неразрушающим методом ГОСТ 22690-2015:

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

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

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

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

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

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

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

Виды испытаний. Таблица значений.

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

Табл.1

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

Заключение

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

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

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

Приборы неразрушающего контроля прочности бетона

Приборы неразрушающего контроля (ПНК) – условно принятый в технической литературе термин, включающий в себя приборы для толщинометрии и дефектоскопии покрытий конструкций и изделий, для определения твердости и прочности материалов, а также ряда других характеристик.

Измерения вышеназванных параметров производятся различными методами: ультразвуковым (УЗ), акустоэмиссионным, импедансным, ударно-импульсным, упругого отскока, пластической деформации, рентгенографическим, вихретоковым, магнитным, магнитопорошковым, термографическим, оптическим, а также рядом других менее распространенных методов.

Для неразрушающего контроля прочности бетона используются приборы, основанные на методах местных разрушений (отрыв со скалыванием, скалывание ребра, отрыв стальных дисков), ударного воздействия на бетон (ударный импульс, упругий отскок, пластическая деформация) и ультразвукового прозвучивания.

При обследовании монолитных конструкций и больших массивов бетона применение ударно-импульсных и ультразвуковых приборов должно сочетаться с испытаниями бетона методами отрыва со скалыванием, скалывания ребра или отбора образцов (кернов).

При выборе методов НК и приборов для проведения испытаний бетона пользователь должен знать их особенности и рекомендуемые области применения.

Достаточно полно методы НК классифицированы Б.Г. Скрамтаевым и М.Ю. Лещинским М.Г. Коревицкой, в их работах даны рекомендации по выбору методов и средств НК в зависимости от вида контролируемого изделия и условий его эксплуатации. Однако современная приборная база НК существенно отличается от рекомендуемой авторами.

С начала 90-х годов прошлого столетия активно ведется разработка и производство приборов НК нового поколения с применением электроники и микропроцессорной техники, наращиваются их функциональные возможности.

Особого внимания заслуживают методы отрыва со скалыванием, скалывания ребра и отрыва стальных дисков, которые часто называют методами местных разрушений. Эти методы характеризуются большей точностью по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.

В настоящее время в РФ выпускается несколько модификаций сертифицированных приборов, реализующих перечисленные методы (табл. 2.2.4 и 2.2.5).

Отрыв со скалыванием:

Таблица 2.2.4

ТипПредельное усилие вырыва, кН, индикацияТип анкераПредел погрешности, %Масса, кгИзготовитель
ПОС-30МГ4цифроваяII-30, II-35±23,5СКБ Стройприбор, Челябинск
ПОС-50МГ4цифроваяII-30, II-35, II-48±25,0СКБ Стройприбор, Челябинск
ПОС-2МГ42 цифроваяспиральный для ячеистых бетонов±31,1СКБ Стройприбор, Челябинск
ПБЛР 50манометрIII-35±44,0ИТЦ Контрос, Москва
ВМ-2.430 стрелочный индикаторI-35, II-35±33,2ВЗ «Эталон» Москва
Оникс-ОС50 цифроваяII-35, II-48±24,0НПП Интерприбор Челябинск

Таблица 2.2.5

ТипПредельное усилие, кН, индикацияРазмер грани контролируемого изделия, ммПредел погрешности, %Масса, кгИзготовитель
ПОС-30МГ4 «Скол»30 цифровая200…400±27,9СКБ Стройприбор, Челябинск
ПОС-50МГ4 «Скол»60 цифровая200. 600±29,8СКБ Стройприбор, Челябинск
Читать еще:  Двигатели, кнопки, кожухи, вентиляторы для бетономешалок. Кнопка для бетономешалки

— приборы, внесенные в Госреестр СИ РФ

ПОС-30МГ4ПОС-50МГ4ПОС-2МГ4ПБЛР
ВМ-2.4Оникс-ОСПОС-30(50)МГ4 «Скол»

Дата добавления: 2015-08-11 ; просмотров: 1167 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПРИБОРЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ БЕТОНА

С 1988 года наша компания разрабатывает и производит приборы для неразрушающего контроля бетона и для других видов строительной диагностики. Благодаря накопленному опыту и собственному производству, оснащённому передовым оборудованием, мы обеспечиваем высокое качество выпускаемых приборов. Вы можете укомплектовать представленным оборудованием строительную лабораторию под широкий спектр задач.

ОНИКС-2.5

Электронный склерометр (измеритель прочности бетона)

ОНИКС-2М

Измеритель прочности (дефектоскоп) строительных материалов

ОНИКС-2.6

Измеритель прочности (дефектоскоп) строительных материалов

ОНИКС-1.ОС

Измеритель прочности бетона (отрыв со скалыванием)

ОНИКС-1.СР

Измеритель прочности бетона методом скола ребра

ОНИКС-1.ОС.Э

Автоматический измеритель прочности бетона (отрыв со скалыванием)

ПУЛЬСАР-2.1

Ультразвуковой прибор для контроля прочности

ПУЛЬСАР-2М

Ультразвуковой прибор (моноблок)

ПУЛЬСАР-2.2

Ультразвуковой прибор с визуализацией (дефектоскоп)

Динамометры

  • Первая
  • «
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • »
  • Последняя

В современных методах обеспечения безопасности и качества строительных процессов значительное место занимает неразрушающий контроль. Важной особенностью применения приборов неразрушающего контроля бетона и других строительных материалов является возможность длительных, многолетних наблюдений за состоянием объекта с минимальным воздействием на сам объект.

Применение приборов неразрушающего контроля

Оборудование неразрушающего контроля используют для:

  • своевременного обнаружения отклонений свойств строительных материалов от заданных значений;
  • выявления неявных и внутренних дефектов строительных конструкций;
  • обследования технического состояния построенных зданий и сооружений;

Методы неразрушающего контроля

Основные методы неразрушающего контроля:

  • ультразвуковые и акустические методы;
  • измерение прочности методом ударного импульса и отрыва со скалыванием;
  • тепловой контроль;
  • электромагнитные методы;
  • виброизмерения;
  • вихретоковые методы и т.д.

Неразрушающий контроль бетона в строительстве и его специфика

В тех или иных ситуациях наиболее уместными будут различные методы неразрушающего контроля бетона, поскольку каждый из них имеет собственную специфику. Так, акустические методы незаменимы при определении пустот, трещин и других дефектов целостности изделия, а магнитные и вихретоковые – лучше всего подходят для работы с элементами стальных конструкций. Тепловой контроль оценивает наличие дефектов структуры при помощи определения температурного поля объекта.

В современном строительстве наиболее востребованы приборы неразрушающего контроля бетона, которые позволяют оперативно, на месте нахождения объекта определить состояние бетона, его прочность, выявить наличие трещин и пустот.

Благодаря простоте замеров метод ударного импульса является одним из самых распространенных для контроля прочности бетона, он применяется для определения класса бетона и измерения прочности его поверхностных слоёв. Неразрушающий ультразвуковой контроль бетона позволяет определить качество и прочность бетонных и кирпичных конструкций, установить наличие трещин и их глубину. Компания «Интерприбор» предлагает Вашему вниманию большой ассортимент приборов неразрушающего контроля бетона и других строительные материалов. Ультразвуковой или любой другой измеритель прочности бетона Вы можете купить, связавшись с нашими менеджерами или оформив заказ с помощью корзины на сайте.

Преимущества приборов неразрушающего контроля компании «Интерприбор»

Приборы неразрушающего контроля бетона от компании «Интерприбор» имеют следующие преимущества:

  • высокая функциональность;
  • портативность;
  • широкий диапазон измерений;
  • современное программное обеспечение.

Оборудование неразрушающего контроля бетона и других строительных материалов может быть дополнительно укомплектовано датчиками, кабелями, кофрами и т.д. (допкомплектации представлены в описании конкретного прибора) в соответствии с потребностями заказчика.

Некоторое из представленного оборудования неразрушающего контроля может быть доработано под индивидуальные требования заказчика.

Методы неразрушающего контроля прочности 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.

Методы контроля

Существует несколько методов проверки качества ЖБК и каждый из них имеет как свои плюсы, так и некоторые ограничения в применении.

Контроль линейных размеров

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).

Измерение прочности и однородности

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.
Осуществление местных разрушений

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.
Метод ударного воздействия

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.

Метод ультразвуковой диагностики

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.

Приборы, которые применяют для диагностики

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.

В заключении

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.

Приборы измерения прочности бетона

Определить, насколько эффективно бетонная конструкция будет противостоять внешним нагрузкам, позволяют специальные приборы. С их помощью можно узнать величину прочностных показателей бетона разными способами.

Назначение

Измеритель прочности бетона используется для расчета предельных нагрузок, которые способен выдержать бетон или кирпич в определенных условиях. Для установления прочностного параметра применяются два метода:

  1. Разрушающий способ позволяет определить величину прочности путем раздавливания образцов в форме кубика, полученных из поверхности бетона, в специальном прессе.
  2. Неразрушающий метод позволяет получить этот параметр без механического разрушения.

Второй способ более популярен. Для этого применяются приборы ударного импульса, упругого отскока, ультразвуковые и с частичным разрушением.

Виды и характеристики

Портативные измерители прочности бетона позволяют точно определить соответствующий параметр с минимальными затратами времени. Существует несколько разновидностей таких механизмов, отличающихся по принципу действия. Приборы наделены определенным набором функций.

Электронные

Приборы для электронного измерения прочности отличаются:

  • высокой точностью;
  • способностью зафиксировать до 5 тысяч измерений одновременно;
  • возможностью получения сведений по заранее введенным параметрам;
  • наличием функции передачи информации на компьютер;
  • способностью сортировки данных по заданным характеристикам.

Классифицируются электронные механизмы по принципу воздействия. Основанные на отрыве упругого типа предназначены для измерения прочности образцов толщиной более 10 см. Измерители параметров по импульсу удара отличается низким процентом погрешности — 7%. Двухпараметрическая модификация передает измерения и от удара, и от отрыва. Двухцилиндровые гидропрессы компонуются специальными измерительными опорами, куда вмонтирована вся электронная система. Электронным измерителем вымеряется отрыв со скалыванием.

Склерометры

Устройства для экспресс-анализа измеряют удар стального бойка о бетонную поверхность по импульсу или по величине. Склерометр используется при нехватке сведений о поверхностной прочности, для проведения измерений в условиях, неподходящих для применения других методов. Отличаются агрегаты простотой эксплуатации, высокой скоростью определения по стандартным градуировочным зависимостям. При измерении учитывается вид наполнителя, возраст изделия и условия затвердения камня. Возможна ручная настройка направления удара.

Механические

Механические процессы для измерения прочностных характеристик применяются к легким и тяжелым классам бетона. Предельные показатели устройств, работающих на этом методе, равны 5—100 МПа. Замеры осуществляются на основе показаний, полученных от:

  • величины отскока бойка ударника;
  • энергии удара;
  • размеров полученного следа от бойка.

Предел погрешности механических приборов прочности составляет 15%.

Ультразвуковые

Механизмы ультразвукового действия определяют прочностные показатели при затвердении бетона, отпускную, передаточную прочность. Процесс измерения производится по скорости распределения звуковых колебаний по поверхности бетона, определяемой способами прозвучивания сквозного — датчики располагаются с двух сторон, и плоскостного — датчики находятся с одного бока. Ультразвуковыми устройствами определяют прочность в приповерхностных слоях и в теле бетона. Также их используют при дефектоскопии, для контроля качества цементирования и определения глубины бетонирования. Скорость распространения ультразвука — 4500 м/с. Недостатком является погрешность при пересчете акустических характеристик в прочностные.

Примеры производителей

Российская компания СКБ Стройприбор — популярный производитель измерителей прочности на строительном рынке. Предлагается широкий ассортимент от торговых марок Beton Pro, ADA.

Ипс-мг4.03

Ипс-мг4.03 используется при определении прочностных показателей тяжелого и мелкозернистого бетона, керамзитобетона, шлакопемзобетона, бетонных растворов, кирпича. Принцип действия основан на получении данных от ударного импульса. С учетом условий твердения и возраста материала измеритель Ипс-мг4.03 определяет:

  • физико-механические параметры образца, включая прочностные показатели, твердость, пластичность;
  • величину неоднородности;
  • зоны низкого уплотнения.
  • возможность ввода коэффициента совпадения для сравнения с градуировочными характеристиками;
  • наличие выбора типа образца;
  • опция определения класса бетона;
  • возможность исключения ошибки измерения;
  • наличие выходов для подключения к компьютеру;
  • объемная память, вмещающая 999 участков и 15 тысяч результатов;
  • возможность ввода градуировочных характеристик вручную;
  • регулировка 100 настроек по выбору типа наполнителя, материала и возраста бетона.

Вернуться к оглавлению

Beton Pro Condtrol

Измеритель прочности бетона beton pro condtrol подходит для оперативного анализа на месте и в целях лабораторного контроля прочностных колебаний, однородности цементного состава, бетонных растворов, кирпича. Принцип действия основан на измерении ударного импульса. Преимущества работы:

  • получение высокоточных величин;
  • удобство эксплуатации;
  • повышенная энергия удара;
  • автозавод ударного механизма;
  • большое количество настроек;
  • наглядность вывода информации;
  • на результат практически не влияют возраст, состав, условия твердения бетона.

В Beto Pro CONDTROL имеется 100 связанных с прочностью градуировочных зависимостей, пять направлений удара, функция присвоения признака исследуемому образцу, память на 5 тысяч измерений с возможностью сортировки и отбраковки полученных величин, выход для подключения к компьютеру, опция постройки диаграммы среднеквадратического отклонения и вариативного коэффициента.

ОНИКС-ОС

Прибор используется для определения прочностных показателей и величин однородности легкого бетона и кирпича. Относится к классу электронных склерометров. Оникс-ОС отличается такими преимуществами:

  • двухпараметрический метод контроля прочностных показателей по ударному импульсу и отскоку, что позволяет получить максимально точные результаты;
  • легкость, компактность и эргономичность;
  • максимальная точность измерительного тракта.

В устройстве реализованы основные градуировочные характеристики с возможностью уточнения на основании коэффициента совпадения. Имеется возможность настройки требуемых параметров измерения и названия образцов. Измерения проводятся с учетом состава, условий упрочнения, карбонизации и возраста бетона. В памяти ОНИКС-ОС сохраняются все результаты измерений, сведения об образцах, вариативные коэффициенты, время и дата исследований. При этом необходимые данные с диаграммами быстро выводятся на подсвечиваемый экран. Оникс-ОС имеет опции автоотключения устройства, автоудаления устаревших данных, определения класса бетона.

NOVOTEST ИПСМ-У Т Д

Ультразвуковой агрегат производит:

  • контроль прочностных параметров бетонов, кирпича и композиционных конструкций;
  • измерение глубины пор, трещин, дефектов в бетоне;
  • контроль плотности с упругостью углеграфитов и стеклопластика;
  • определение возраста бетона.

Особенностью является возможность ручной обработки результатов, отсутствие влияния внешних факторов на точность измерения, сверхчувствительный датчик прозвучивания.

Заключение

Точность измерения прочности современными устройствами позволяет качественно производить ремонтные, строительные работы, мероприятия по укреплению бетонных конструкций.

Полученные данные с измерителей гарантируют правильность выбора дальнейших действий, определения необходимости прибавления бетону прочностных характеристик, что существенно облегчает работу строителей.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector