Методы определение показателей прочности бетона и ж/б-конструкций

Обычно установить реальную прочность (класс прочности) требуется, если нужно оценить соответствие проектных прочностных показателей бетона с данными, указанными в проектных и рабочих документах, или же обновить сведения о свойствах материала, на который нет бумаг.

При расчетах ж/б-поверхностей применяют призменную прочность стройматериала на сжатие. Но на практике изъять образцы подобной формы из конструкции порой не представляется возможным. Поэтому в последние годы эксперты, обследующие железобетон, определяют прочность этого стройматериала на осевое сжатие, которое получается при проведении неразрушающих исследований и разрушающих методов контроля.

«РЕКРО» оказывает услуги по 4 самым популярным и высокоточным методам, позволяющим определить прочностные значения бетона. Речь идет о таких методах, как:

• лабораторный;
• с применением ультразвука;
• ударный импульс;
• отрыв со скалыванием.

Все эти методики распространяются и на сборные изделия, а также постройки, возведенные из монолитного железобетона.

Первый и последний методы могут выполняться как автономно, так и параллельно, чтобы получить исчерпывающие сведения о показателях прочности ж/б-конструкций объекта. Они считаются самыми достоверными.

Что касается УЗ-метода и использования ударного импульса, то они представляют категорию неразрушающих косвенных методик. Их самостоятельное применение допустимо только, если нужно получить приблизительные, оценочные результаты. Объясняется это тем, что взаимосвязь косвенного измеряемого значения и прочностных показателей на осевое сжатие меняется под воздействием различных факторов, например, типа цемента, реального зернового состава, пропорций воды и цемента, условий затвердевания и упрочнения материала (к примеру, климата). Чтобы вычислить данные, максимально приближенные к реальным прочностным показателям бетона, придется установить градуировочные зависимости. Причем они разные для каждой разновидности бетона. Для этого проводятся одновременные исследования прямым методом. К примеру, тут подходит лабораторный способ или отрыв со скалыванием.

У каждой методики есть свои положительные и отрицательные стороны. Какой-то эталонный метод отсутствует. Юридически способы равны по принятым нормативам.

Компания «РЕКРО» имеет многолетний опыт проведения обследований ж/б-конструкций нежилых и жилых объектов. Чаще всего наши специалисты выполняются параллельные испытания и чередуют указанные выше методы. Все это позволяет получить максимально полную картину происходящего, то есть узнать, какими прочностными значениями обладает бетон в постройке. Но выбор точных методов и числа испытаний, проводимых в рамках технической проверки, должен быть индивидуальным по многим причинам.

Лабораторное исследование

Подобная методика признана основной и более точной. А все потому, что предусматривает измерение интересующего показателя прочности стройматериала на осевое сжатие. Исследование проводится в лабораторных условиях на прессе. Среди преимуществ стоит выделить и взятие проб материала как с поверхности конструкции, так и из ее тела. Способ применим для важных построек. Хотя и для рядовых элементов он тоже может быть использован. Особенно если нужно установить градуировку или сверить итоговые значения с проводимым параллельно исследованием.

Достоинства

• Повышенная точность и подлинность показателей среди существующих методов. При этом диапазон измерения прочностных показателей не имеет ограничений. Все зависит от определенной испытательной установки.
• Минимальное воздействие факторов извне (изъяны на поверхности, излишняя влажность) на итоги.
• При осмотре взятых образцов можно выяснить, какова структура бетона (соотношение заполнителя и раствора, а также тип и размер заполнителя), глубины расположения арматуры (является защитным слоем). Также можно говорить о наличии каких-то внутренних изъянов (к примеру, пор) из-за низкокачественного строительного процесса.

Минусы

• Такой метод предполагает немалые затраты сил и энергии. Также это довольно долго. За это время можно провести несколько неразрушающих испытаний.
• Перед тем как взять образцы, необходимо выполнить подготовительные мероприятия: просканировать часть объекта на наличие и локализацию арматурных стержней во избежание их попадания в керн. Утвержденные нормативы допускают использование и образцов с арматурой. Но только, если она расположена перпендикулярно воздействию гидравлического пресса.
• После процедур на конструкции остаются местные повреждения. Требуется их устранение путем дополнительного проведения ремонтных мероприятий.

Как выполняются испытания в лаборатории?

• В соответствии с программой обследования несущих конструкций здания из железобетона нужно выбрать проверочный участок. На его поверхности необходимо определить и отметить то, как располагаются арматурные стержни. Для этого применяется локатор «Поиск-26».
• На поверхности области между помеченными арматурными стержнями следует выполнить установку бура KEOS KS-250 set. Главное – не допустить их попадания в будущую пробу. Затем выбурить керн (то есть цилиндр) из конструкции.
• Взятые образцы подлежат маркировке и отправлению в лабораторию. Туда должны быть предоставлены сведения о кернах.
• Установленный норматив требует разделения в лаборатории образцов на несколько проверочных (тут учитываются диаметр образца и его высота). При соответствии размеров выбуренных цилиндров показателям проверочных образцов, то их нужно сначала прошлифовать (добиться плоской и идеально ровной поверхности), а потом испытать на сжатие.
• Взятый образец помещают на гидравлический пресс и испытывают на осевое сжатие до начала его разрушения. Определяют наибольший показатель прочности. Полученные сведения заносят в протоколы испытаний.

Метод отрыва со скалыванием бетона

На сегодняшний день метод отрыва со скалыванием, являющийся прямым неразрушающим, становится все более востребованным и оптимальным при техническом обследовании зданий и сооружений. В физическом смысле такое испытание основывается на взаимосвязи прочностных качеств бетона и значения усилия местного его разрушения, когда из него вырывают специальное устройство анкерного типа.

Прибегнуть к методике отрыва со скалыванием стоит в тех ситуациях, когда не удается извлечь нудное количество кернов, чтобы испытать материал разрушающими способами.

Положительные стороны

• Получение высокоточных результатов.
• Пользоваться прибором, который называется ОНИКС-1.ОС, очень просто.
• В отличие от лабораторных испытаний, этот процесс является не таким кропотливым и долгим.
• Получение подлинных данных сразу по завершении испытаний. А все благодаря заложенным в прибор коэффициентам, которые учитывают такие параметры как проскальзывание анкера, его разновидность, типа бетона и объемность заполнителя.
• В нормативе приводятся градуировочные зависимости и даются объяснения по ним. Все это влияет на точность исследований косвенными неразрушающими способами в пользу ее увеличения.
• Предусмотрено несколько типов анкеров. Поэтому не составит труда подобрать вариант для определенного класса бетона. Это позволит оценить прочность практически любого типа материала.
• Прибор под названием ОНИКС-1.ОС оснащен анкером с зубом, ключевое преимущество которого заключается в лучшем сцеплении с бетоном, чем у аналогичных устройств. Все это сводит к минимуму риск проскальзывания анкера и, соответственно, некачественного измерения.
• Во время исследований работать с результатами легко и просто. А все благодаря использованию сервисной программы, в которой доступны такие опции как просмотр и удаление сведений, их отправка «Эксель», перевод в ПДФ-формат, печать отчета, ознакомление с промежуточными результатами, просмотр и распечатывание измерений.

Отрицательные стороны

• Нужно затратить время на обнаружение арматурных стержней в самой конструкции из бетона, как и при лабораторном способе. В нормативе приводится минимально допустимый радиус, в границах которого арматурных стержней быть не должно. Ведь они могут оказать влияние на показание устройства.
• Более продолжительный и кропотливый процесс, если сравнивать с косвенными исследованиями. В связи с этим, при внушительных объемах работ, зачастую совмещаются с ними.
• Меньшая точность полученных результатов, если сравнивать с основным лабораторным способом. А все потому, что при отрыве со скалыванием определяется прочность только верхнего бетонного слоя, но с глубиной значение может быть совсем другое.
• В случае с тонкими и сильно армированными конструкциями не получится реалистично их оценить.

Особенности методики

• В рамках программы обследования нужно сделать выбор контрольного участка, определить и наметить на его поверхности нахождение арматурных стержней, используя локатор ПОИСК-2.6 или же георадар Proceq GPE Live.
• В центре намеченной зоны между арматурными стержнями (чтобы исключить их попадание в область отрыва и влияние на итоги измерений) нужно просверлить шпур, причем перпендикулярно поверхности. Для этого применяется ударно-вращательный либо сверлильный инструмент. Сама глубина отверстия зависит от анкера.
• Требуется выполнить установку анкера в шпур и его закрепление. Он должен зацепиться зубом за канавку-проточку. Следует установить и надежно зафиксировать прибор ОНИКС-1.ОС на анкер. Затем включить устройство, задать на нем определенные показатели и коэффициенты для подлежащего испытаниям бетона. При поворачивании ручки прибора гидропресс будет нагружаться, усилие на анкере будет нарастать. Завершается все отрывом со скалыванием. Агрегат в автоматическом режиме должно зафиксировать разрушающее усилие и предельную прочность и продемонстрировать класс бетона, который ей соответствует.
• Итоги испытаний отражаются в протоколах или же выгружаются с устройства.

Методика ударного импульса

Ударно-импульсный метод определения прочности бетона проводится для оценки прочностных показателей, твердости, упругопластических свойств, а также выявления неоднородности, областей недостаточного уплотнения бетона. В основе методики лежат замеры энергии удара и ее изменения при ударе бойка о бетонную поверхность.

Способ относится к числу косвенных и будет считаться недостоверным без градуировочной зависимости. Без нее погрешности может достигать ±50%, что неприемлемо и может применяться исключительно для грубой оценки прочностных характеристик. Чтобы получить градуировочную зависимость, помимо ударно-импульсного метода требуется проведение и прямого способа измерения прочностных показателей бетона. К примеру, отрыв со скалыванием или исследование в лаборатории.

Достоинства

• Внушительный диапазон измерения прочностных показателей – до 100 Мпа включительно. Это делает возможным использование данного способа для испытаний конструкций из высокопрочного бетона.
• Большой охват рабочих температурных значений, при которых возможно проведения обследования: от -20 до +500С.
• Пользоваться прибором очень просто. Он ничуть не разрушает поверхность.
• Можно испытывать не только одну бетонную поверхность, но также строительную керамику и различные растворы.
• Предварительные данные могут быть получены прямо на месте проведения испытания. К примеру, можно выявить участки конструкции с изъянами.
• Результаты обследований легко поддаются обработке. Специальная сервисная программа позволяет просматривать сведения, удалять ненужные данные, экспортировать информацию в «Эксель», переводить в ПДФ-формат, распечатывать отчеты, изучать предварительные измерения, просматривать и распечатывать диаграммы установленных значений.

Минусы

• Нужно подготавливать поверхность. Малейшая шероховатость и неровность оказывают сильное влияние на показание прибора, в итоге погрешность существенно возрастает.
• Этот метод зависит от прямого способа. Придется выстраивать градуировочную зависимость. Чтобы получить точные результаты, нужно обработать огромный объем данных.

Как проводятся испытания?

• В качестве места проведения испытаний обычно выбирается участок конструкции от 100 см2 и более.
• Количество и расположение исследуемых зон должно соответствовать программе испытаний, но минимальное их число – 10.
• Важно, чтобы граница исследуемой области проходила не менее 50 мм от края.
• Максимально допустимая шероховатость участка, подлежащего испытанию, 400 мкм. Если это значение больше, то придется зачищать поверхность, применяя абразивный камень, а потом убирать пыль с поверхности.
• По завершении испытаний полученные результаты нужно сравнить с градуировочной зависимостью либо уточнить ее, введя коэффициент совпадения Кс.
• Результаты измерений можно распечатать либо выгрузить, при необходимости построить градировочную зависимость и уточнить натурные измерения, отразить их в протоколах.

Определение прочности бетона ультразвуковым методом

Ультразвуковая методика - считается быстрым методом, позволяющим контролировать прочностные показатели бетона, его однородность и класс. Делается это путем проведения специальных измерений – сквозных либо поверхностных. В таком случае определяется, как быстро распространяется ультразвук в бетоне. При отсутствии градуировки уровень погрешности может доходить ±30-50%, что неприемлемо и применимо лишь для грубой оценки показателей прочности. Чтобы получить градуировочную зависимость, ударно-импульсивный способ нужно дополнить прямой методикой установления прочностных значений бетона. К примеру, это может быть отрыв со скалыванием либо изучение в лабораторных условиях.

Положительные стороны

• Испытания проводятся довольно быстро, пользоваться прибором просто.
• Можно выполнить как сквозной (или по-другому сплошное), так и поверхностный замер конструкции. Первый способ обычно применяется при двустороннем доступе к испытуемому объекту (перегородкам, стенкам и прочему), а второй подходит для плит, стен фундамента.
• Внушительный охват замеров УЗ-скорости. Благодаря этому можно осуществлять контроль над материалами, имеющими небольшую плотность и такую же ультразвуковую скорость.
• Не возникает никаких сложностей с интерпретацией результатов, которые были получены в ходе испытаний. Специальная сервисная программа позволяет просматривать информацию, удалять ненужные сведения, отправлять в «Эксель», преобразовывать в формат ПДФ и так далее.
• Прибор под названием ПУЛЬСАР-2.2 позволяет обследовать не только бетонную поверхность, но также и прочие материалы. Сам метод способствует обнаружению участков с изъянами, уточнению локации и размеров невидимых глазу пустот, оценке трещиноватости и пористости.

Отрицательные стороны

• Данный метод зависит от прямого способа. Нужно построить градуировочную зависимость. Максимально точные результаты можно получить после обработки.
• При отсутствии градуировочной зависимости значения погрешности будут в пределах ±30-50%.

Особенности проведения

• Метод не предусматривает особых подготовительных мероприятий. После включения надо стандартно ввести нужные характеристики предстоящего испытания, к примеру, способ прозвучивания, желаемое количество измерений в одной серии.
• Датчик прибора устанавливается в определенном положении, и измерение стартует. После того как будет выполнено нужно число измерений, на экране устройства отобразятся средние показатели скорости ультразвука и другие параметры.
• Обработанные результаты замеров могут быть распечатаны или выгружены. Возможно придется построить градуировочную зависимость, уточнить настоящие измерения и отразить из в протоколах.