книги / Оценка технического состояния бетонных и железобетонных конструкций при инструментальном обследовании

По результатам построения градуировочной зависимости по формуле (4.1) выполняют корректировку. Корректировка результатов предусматривает статистическую оценку полученных с помощью градуировочной зависимости данных и результатов прямых испытаний и отбрасывание значений, которые не удовлетворяют условию

где RHi – прочность бетона на i-м участке, определенная по рассматриваемой градуировочной зависимости; S – остаточное среднеквадратическое отклонение, рассчитываемое по формуле

N

(Rфi − RHi )2

После отбраковки не удовлетворяющих условию (4.6) данных градуировочная зависимость устанавливается вновь с использованием формул (4.1)–(4.5) по оставшимся результатам испытаний. После подстановки данных в градуировочную зависимость вновь выполняютотбраковку результатовпоформуле(4.6).

Отклонения единичных значений прочности бетона Rф от среднего значения прочности бетона участков или образцов Rф

должны находиться в следующих пределах:

– от 0,5 до 1,5 среднего значения прочности бетона Rф при

Rф ≤ 20 МПа;

–от 0,6 до 1,4 среднего значения прочности бетона Rф при

20 МПа < Rф ≤ 50 МПа;

–от 0,7 до 1,3 среднего значения прочности бетона Rф при

50 МПа < Rф ≤ 80 МПа;

21

– от 0,8 до 1,2 среднего значения прочности бетона Rф при

Rф ≥ 80 МПа.

Дляпринятойградуировочнойзависимостипоп. Е.3 ГОСТ22690 определяют минимальное Hmin и максимальное Hmax значения косвенной характеристики. В дальнейшем применение градуировочной зависимости допускается только для значений косвенной характеристики, попадающей вдиапазонот Hmin до Hmax.

Также по п. Е.3 ГОСТ 22690 определяют среднеквадратичное отклонение S построенной градуировочной зависимости и коэффициент корреляции r градуировочной зависимости. Если

r < 0,7 или S / Rф > 0,15, то проведение контроля и оценка прочно-

сти пополученнойградуировочнойзависимостинедопускаются. Для того чтобы значение прочности бетона железобетонной

конструкции, определенное с помощью косвенного метода, максимально точно соответствовало значению прочности, определяемому по прямому методу, вычисляют коэффициент совпадения Kс по формуле

где Roci – прочность бетона на i-м участке, определяемая прямым (основным) методом испытания; Rкoci – прочность бетона на i-м участке, определяемая косвенным методом с использованием градуировочнойзависимости; n – числоучастковиспытаний.

При расчете Kс должны соблюдаться следующие условия:

–число участков n, на которых выполняются испытания, должно быть не менее трех;

–должны выполняться следующие условия:

22

ТезначенияRoci иRкoci, которыенеудовлетворяютусловиям(4.9) и(4.10), неучитываютсяпривычислениикоэффициентасовпадения.

Методика привязки и использования градуировочной зависимости состоит в следующем:

–определяют косвенное значение прочности бетона;

–определяют значение прочности бетона с использованием построенной градуировочной зависимости;

–умножают полученное значение прочности на коэффици-

ент совпадения Kс и получают приведенную прочность бетона Ri. Минимальное число участков испытания сборных и монолитных конструкций назначается в соответствии с приложением

ИГОСТ 22690.

Контрольные вопросы

1.Для каких целей применяется градуировочная зависи-

мость?

2.Что представляет собой косвенный показатель прочности бетона?

3.Какие показатели связывает градуировочная зависимость?

4.Какие методы применяются для получения градуировочной зависимости?

5.Опишите особенности построения градуировочной зависимости для оценки прочности бетона.

6.Как записываетсяуравнениеградуировочной зависимости?

7.Как выполняется корректировка результатов построения градуировочной зависимости?

8.Как вычисляется коэффициент совпадения Kс?

4.2.2.Определение прочности бетона механическими методами

Взависимости от типа механических воздействий или вида используемой для определения прочности косвенной характеристики существуютследующиеметодынеразрушающегоконтроля:

23

–упругого отскока;

–пластической деформации;

–ударного импульса;

–отрыва;

–отрыва со скалыванием;

–скалывания ребра.

Вышеперечисленные методы испытаний имеют ограничения по предельному значению прочности бетона. Данные ограничения приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Ограничения в применении механических методов определения прочности бетона по ГОСТ 22690 [5]

В общем случае неразрушающие механические методы определения прочности бетона связаны с косвенной характеристикой прочности бетона. При использовании косвенных неразрушающих методов прочность бетона конструкций определяют по градуировочным зависимостям, которые в ГОСТ 22690 [5] рекомендуется устанавливать экспериментально. Методика установления, корректировки и оценки параметров градуировочных зависимостей приведена в приложении Е ГОСТ 22690–2018 [5].

Методы отрыва со скалыванием и скалывания ребра для бетонов всех видов нормируемой прочности при условии проведения испытаний по стандартным схемам, указанным в ГОСТ 22690 [5], относятся к прямым неразрушающим методам контроля прочности бетона. Для данных методик допускается использование градуировочных зависимостей, приведенных в приложениях В и Г ГОСТ 22690 [5].

24

Градуировочная зависимость может быть построена по результатам испытания прочности бетона в конструкции или по контрольным образцам.

Контрольные вопросы

1.Какие методы неразрушающего контроля прочности бетона относятся к механическим?

2.Какие ограничения по предельному значению прочности имеют механические методы неразрушающего контроля прочности бетона?

3.Как устанавливаются градуировочные зависимости при использовании косвенных неразрушающих методов контроля?

4.Как устанавливаются градуировочные зависимости при использовании прямых неразрушающих методов контроля?

5.Какие испытания прочности бетона проводятся для построения градуировочной зависимости?

6.Какими нормативными документами регламентируется методика проведения неразрушающего контроля прочности бетона?

Метод упругого отскока

Метод упругого отскока основан на связи прочности бетона со значением отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника).

При испытании методом упругого отскока расстояние от мест проведенияиспытаниядоарматуры должно бытьнеменее50 мм.

Испытание проводят в следующей последовательности:

− прибор располагают так, чтобы усилие прикладывалось перпендикулярно к испытываемой поверхности в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. При этом положение прибора при испытании конструкции относительно горизонтали рекомендуется принимать таким же, как при испытании образцов для установленной градуировочной зависимости. При другом по-

25

ложении прибора необходимо вносить поправку на показания в соответствии с инструкцией по эксплуатации;

−фиксируют значение косвенной характеристики в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора;

−вычисляют среднее значение косвенной характеристики на участке конструкции.

Для определения прочности бетона методом упругого отскока используются склерометры (например, ОМШ-1) и молотки различных конструкций (Шмидта и др.). Пример практического применения склерометра представлен на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Определение прочности бетона в конструкции с помощью склерометра

По конструкции склерометр представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный шкалой, в котором находится ударный механизм с пружинами и стрелкой – индикатором величины отскока ударного устройства.

Испытания проводят следующим образом: прибор устанавливают перпендикулярно к испытываемой поверхности. Далее производят удар бойка о поверхность бетона, после чего с помощью измерительной шкалы фиксируют величину его упругого отскока. Полученное значение с помощью табличных значений переводят в

26

величину прочности бетона. Для увеличения точности испытаний и статистическойобработкирезультатовпроводятсериюударов.

Рис. 4.2. Продольный разрез молотка Шмидта: 1 – индентор (ударный плунжер); 2 – контролируемая поверхность; 3 – корпус; 4 – ползунок с направляющим стержнем; 5 – пружина предохранителя; 6 – кнопкастопор (в сборе); 7 – направляющий шток молота; 8 – установочная шайба; 9 – колпачок; 10 – разъемное кольцо; 11 – задняя крышка; 12 – пружина сжатия; 13 – предохранитель; 14 – боек (14.1 для модели 225А, 14.2 для моделей 75А и 20А); 15 – фиксирующая пружина; 16 – ударная пружина; 17 – направляющая втулка; 18 – войлочное кольцо; 19 – окошко из плексигласа со шкалой Шмидта; 20 – сцепляющий винт;

21 – контргайка; 22 – штифт

Другим прибором, в основу работы которого положен метод упругого отскока, является молоток Шмидта (рис. 4.2). Этот прибор был разработан в 1948 г. инженером Э.О. Шмидтом, работавшим в компании Proceq SA (Швейцария). Серийный выпуск

27

молотков начался с начала 1950-х гг. прошлого века. Молотки выпускают с разной энергией удара, что позволяет использовать их для испытаний не только бетона, но и кирпича, горных пород и других строительных материалов. Молоток модели Original Schmidt является эталоном для молотков других конструкций, используемых для определения прочности. Конструктивные особенности молотка Шмидта представлены на рис. 4.2.

Метод упругого отскока относится к косвенным методам неразрушающего контроля прочности бетона.

Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям (рис. 4.3). Для этого находят единичные значения косвенного показателя и прочности бетона одних и тех же участков конструкций. Единичное значениекосвенногопоказателяопределяютсогласноГОСТ22690 [5].

Рис. 4.3. Градуировочная зависимость для метода упругого отскока

Градуировочная зависимость для метода упругого отскока может быть установлена как с помощью методов отрыва со скалыванием, скалывания ребра, так и по результатам испытания на сжатие контрольных образцов. Для этого сначала проводятся ис-

28

пытания предварительно изготовленных образцов-кубов неразрушающим методом, а затем их прочность на сжатие определяется на прессе по ГОСТ 22690 [5].

Результат построения градуировочной зависимости прочности бетона на сжатие Rсж от величины упругого отскока Н с помощью склерометра «Schmidt Hammer 225» показан на рис. 4.3.

Контрольные вопросы

1.На чем основан метод упругого отскока для определения прочности бетона?

2.Опишите последовательность испытаний методом упругого отскока.

3.Какие приборы применяются для испытаний методом упругого отскока?

4.Опишите устройство и принцип работы склерометра.

5.Опишите устройство и принцип работы молотка Шмидта.

6.Приведите методику установления градуировочных зависимостей при определении прочности бетона методом упругого отскока.

Метод пластической деформации

Как было сказано выше, неразрушающие механические методы определения прочности бетона базируются на зависимости прочности бетона и косвенных показателей прочности. Согласно ГОСТ 22690 [5] метод пластических деформаций основан на связи прочности бетона с размерами отпечатка на бетоне конструкции (диаметра, глубины и т.п.) или с соотношением диаметра отпечатка на бетоне и стандартном металлическом образце при ударе индентора или вдавливании индентора в поверхность бетона.

Метод пластической деформации предполагает вдавливание штампа в поверхность бетонного образца. Вдавливание производится при помощи следующих действий:

−удара по поверхности;

−приложения статического усилия заданной величины к поверхности (применяется реже).

29

К приборам ударного действия относятся:

−пружинные и ручные молотки со сферическим штампом в виде шарика;

−приборы маятникового типа, имеющие дисковый или шариковый штамп.

Ручные молотки со сферическим штампом (шариком) показаны на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Ручные молотки со сферическим штампом: а – молоток Кокшарова; б – ручной молоток Физделя

Шариковый молоток, называемый молотком Кокшарова, начал использоваться в 1950-е гг. в «НИИМосстрой». Такой эталонный молоток позволяет одновременно получить два отпечатка: один на эталонном элементе в виде стального стержня, а второй – на бетонной поверхности. Рабочий орган молотка представлен шариком подшипника. При исследовании выполняется пять ударов, вычисляется среднее значение показаний и строится кривая для определения прочности бетона на сжатие. Поскольку сила удара не влияет на соотношение диаметров отпечатков на бетонной поверхности и эталонном образце, такие приборы (обеспечивающие одновременное получение двух отпечатков) показывают удовлетворительную прочность.

Другая разновидность шариковых молотков – молоток системы Физделя. Если молоток Кокшарова содержит шарик диа-

30