Неразрушающий контроль бетона: основные методы испытаний

Прочность – важнейшая характеристика бетона. Помимо способности выдерживать определенное давление, этот параметр оказывает непосредственное влияние на долговечность конструкции. Прочность на сжатие измеряется в кг/кв. см и определяется спустя 28 дней после заливки бетона.

Измерение прочности бетона проще всего производить в лаборатории. Для этого используются специальные прессы с манометрами, которые сдавливают заранее подготовленные бетонные кубики. Образцы бетона при этом берутся на этапе заливки смеси на строительной площадке.

Однако часто оценить качество материалов необходимо уже тогда, когда объект построен, а контрольные образцы не были взяты при заливке. В этих случаях целесообразно проводить испытание бетона на прочность неразрушающими методами. На сегодняшний день разработано множество подобных методов и приборов, которые позволяют проводить экспертизу с минимальной погрешностью. Все их можно разделить на две большие группы – прямые и косвенные.

Группа Компаний "Интегра" выполняет комплекс услуг по обследованию и обслуживанию зданий в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.

Опыт работы более 5 лет. Ваша задача-наша реализация

Подробности на нашем сайте: integra-gk.ru

Это группа методов контроля, не предполагающих значительного повреждения или разрушения всей конструкции. Исследования основываются на показателях соответствующих приборов, которые определенным образом взаимодействуют с поверхностью бетонной конструкции.

На поверхность монолита посредством эпоксидного клея закрепляется стальной диск. После затвердевания клея диск, вместе с фрагментом конструкции, отрывается от монолита устройством ПОС-50МГ4, ПИВ, ГПНВ-5 или другим. При этом прибор измеряет величину усилия, которое потребовалось для отрыва фрагмента, и при помощи специальных формул определяет прочность бетона.

Для исследования прочности бетона методом отрыва достаточно проведения одного испытания. При необходимости проведения повторного испытания расстояние между исследуемыми участками должно составлять минимум 2 диска. Минимальное расстояние до края монолита – 50 мм. Минимальная толщина конструкции – 50 мм.

Принципиальное отличие этого метода от предыдущего – в том, что прибор закрепляется в полости монолита. В конструкции пробуриваются шрупы, куда вставляются особые лепестковые анкеры. Далее анкеры выдергиваются вместе с фрагментом монолита.

Суть отрыва со скалыванием аналогична – метод основан на измерении усилия, которое необходимо приложить для отрыва бетонного фрагмента. При помощи переводных коэффициентов прибор определяет класс и марку бетона.

Главные преимущества этого метода – это относительная простота применения, а также минимальная погрешность измерений. Единственным существенным недостатком можно считать незначительно повреждение поверхности монолита.

Испытание методом отрыва со скалыванием проводится на расстоянии от 150 мм до края конструкции. Минимальная толщина монолита должна вдвое превышать глубину установки анкеров.

Проверка бетона этим методом возможна только на выступающих элементах конструкции – на колоннах, перекрытиях, балках и т.д. Проведение испытания основывается на закреплении прибора (как правило, ГПНС-4 или его аналогов) к выступающему элементу при помощи специальных анкеров с дюбелями и их последующем плавном нагружении. Анкеры нагружают до момента разрушения фрагмента монолита, затем фиксируют потребовавшееся для этого усилие и глубину образовавшегося скола. Прочность бетона определяется по определенным формулам, которые учитывают фракцию наполнителя.

Для получения точных показателей при применении метода скалывания ребра необходимо провести минимум 2 исследования бетона. Минимальное расстояние между местами испытаний – 200 мм, минимальная толщина конструкции – 170 мм.

Принципиальная разница прямых и косвенных методов неразрушающего контроля бетона заключается в том, что последние не предполагают непосредственного внедрения приборов в тело монолитной конструкции. По этой причине косвенные методы не требуют трудоемкой подготовки, такие исследования проводятся максимально быстро. Основные методы этой группы – это ультразвуковое исследование, применение ударного импульса, упругого отскока и пластической деформации.

Суть этого метода – в сравнении скорости распространения продольных ультразвуковых волн в эталонном образце бетона и готовой монолитной конструкции. Для этого на поверхности конструкции, не имеющей выступающих фрагментов, углов или выбоин, устанавливают прибор УГВ-1 (или аналоги), затем поочередно прозванивают различные элементы конструкции.

Современные приборы для ультразвукового исследования бетона оснащены базами данных и процессорами, которые производят первичные расчеты и сравнивают показатели с номинальными. Подобные исследования проводятся согласно ГОСТ 17624-2012, и при соблюдении всех требований стандарта погрешность измерений составляет всего около 5%. Значительную погрешность в измерениях может вызвать наличие арматуры в исследуемых фрагментах, поэтому при подготовке плана акустического воздействия этот факт обязательно учитывается.

Данный метод основан на ударном воздействии особого металлического сферического бойка на поверхность монолита. Специальные приборы, основанные на магнитострикционных или пьезоэлектрических устройствах, преобразуют энергию удара в электрический импульс. Показатели времени удара и амплитуды данного импульса связаны с прочностными характеристиками бетона, что и позволяет производить быстрые и относительно точные измерения.

Преимущества метода ударного импульса – в исключительной простоте использования соответствующих приборов, а также высокой скорости измерений.

Впервые этот метод определения прочности бетона был применен на практике в 1948 году и с тех пор в том или ином виде используется постоянно.

Для проведения подобного исследования используют склерометр – прибор, который измеряет величину обратного движения (отскока) бойка после его удара о поверхность монолита. Отбойный молот при этом может бить либо непосредственно по бетонной конструкции, либо по прикрепленной к ней металлической пластине. Измерение величины отскока позволяет определить твердость бетона, которая, в свою очередь, коррелирует с его прочностными характеристиками.

Минимальное число испытаний при применении метода упругого отскока – 5. Расстояние между участками испытаний – от 30 мм, расстояние до края конструкции – от 50 мм, толщина монолита – от 100 мм.

Это один из самых старых, но эффективных методов неразрушающего контроля. Причем не только бетона, но и других материалов. Суть метода – в измерении и сравнении величины следа, оставленного металлическим шариком на монолитной конструкции и на эталонном образце бетона. Для подобных исследований чаще всего используется так называемый молоток Кашкарова со вставленным стальным стержнем.

При использовании метода пластической деформации необходимо провести минимум 5 испытаний при соблюдении 30 мм интервала между местами ударов. Расстояние до края монолитной конструкции должно составлять не менее 50 мм, а толщина монолита – не менее 70 мм.

Обратите внимание: проведение всех вышеперечисленных исследований методами неразрушающего контроля производит испытательная лаборатория “ИНТЕГРА”. Мы работаем на объектах в Санкт-Петербурге и всей Ленинградской области.