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

метром 15 мм, то молоток Физделя оснащен шариком 17,46 мм в диаметре, сделанным из стали. При испытаниях после удара молотком по бетонной поверхности замеряют диаметр полученного отпечатка. Показания прочности бетона, полученные таким методом, находятся в большом диапазоне. Это связано с тем, что при использовании шарикового молотка сила ударов может быть различной по причине влияния поверхностной твердости бетона.

Метод пластической деформации для определения прочности бетона также реализуется при помощи приборов маятникового типа с дисковым или шариковым штампом. Дисковый штамп выполняется в виде стального диска диаметром 160 мм. Такие приборы отличаются более постоянной силой удара по сравнению с молотками. Это обеспечивается тем, что положение падающей головки перед проведением испытания регулируется по соответствующей шкале. Общий вид прибора маятникового типа с указанием его элементов показан на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Прибор маятникового типа для определения прочности бетона: 1 – бетон; 2 – падающий диск; 3 – угломерная шкала

Метод пластической деформации относится к косвенным методам неразрушающего контроля прочности бетона.

Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям. Для этого определяют единичные значения косвенного показателя и прочно-

31

сти бетона одних и тех же участков конструкций. Единичное значениекосвенногопоказателя определяютпоГОСТ22690 [5].

Построение градуировочной зависимости для обсуждаемого метода определения прочности бетона производится с применением контрольных образцов. Для этого проводятся испытания образцов-кубов сначала неразрушающим методом, а затем разрушающим методом по ГОСТ 22690 [5].

Контрольные вопросы

1.Что является основой метода пластической деформации для определения прочности бетона?

2.Какими способами вдавливается штамп в поверхность бетонного изделия?

3.Проанализируйте способ определения прочности бетона методом пластической деформации. Перечислите приборы ударного действия, которые используются для этого метода.

4.Опишите принцип работы шариковых молотков, используемых для определения прочности бетона.

5.Приведите примеры приборов маятникового типа для определения прочности бетона методом пластической деформации.

6.Какова методика построения градуировочных зависимостей дляоценкипрочности бетонаметодомпластической деформации?

Метод ударного импульса

Метод ударного импульса основан на связи прочности бетона с энергией удара и ее изменениями в момент соударения бойка с поверхностью бетона. Используются склерометры следующих видов:

ОНИКС-2.5; ИПС-МГ4.03; Digi Schmidt-2000 идругиемодели.

Склерометр ИПС-МГ4.03 показан на рис. 4.6, склерометр

Digi Schmidt-2000 Модель ND/LD на рис. 4.7.

Измерение прочности производится следующим образом: − производится ударное воздействие на поверхность бетон-

ного изделия, вследствие этого преобразователь вырабатывает электрический импульсный сигнал;

32

−электронный блок выполняет регистрацию полученного сигнала;

−ударный импульс в виде ускорения и времени преобразуется электронным блоком в прочность;

−дисплей показывает результаты измерений.

Рис. 4.6. Склерометр ИПС-МГ4.03: 1 – преобразователь в виде ударного механизма; 2 – электронный блок; 3 – дисплей; 4 – клавиатура

Рис. 4.7. Склерометр Digi Schmidt-2000 Модель ND/LD: а – общий вид;

б – измерение склерометром прочности бетона в конструкции

33

Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям. Для этого находят единичные значения косвенного показателя и прочности бетона одних и тех же участков конструкций. Единичное значение косвенного показателяопределяютсогласноГОСТ22690 [5].

Определение градуировочной зависимости выполняется с использованием контрольных образцов. Для этого проводятся испытания специально изготовленных образцов-кубов сначала неразрушающим методом, а затем разрушающим методом по ГОСТ 22690 [5].

Контрольные вопросы

1.На каком принципе основан метод ударного импульса?

2.Какие приборы используются для оценки прочности бетона с использованием ударного импульса?

3.Приведите последовательность измерения прочности бетона склерометром.

4.Какова методика получения градуировочных зависимостей для оценки прочности бетона методом ударного импульса?

Метод отрыва

Основой для оценки прочности бетона методом отрыва является связь напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, и прочности бетона на сжатие. Это напряжение равно усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска. При испытании методом отрыва участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

Метод предполагает измерение максимального усилия, которое нужно приложить для отрыва части бетонного элемента. Для приложения нагрузки должна быть обеспечена ровность поверхно-

34

сти конструкции. Это достигается путем использования стального диска, который приклеивается к поверхности бетона эпоксидными клеевыми композициями и соединяется с прибором.

Определение прочности бетона методом отрыва с помощью прибора DYNA Z показано на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Определение прочности бетона при помощи прибора DYNA Z

Испытание проводят в следующей последовательности:

−в месте приклейки диска снимают поверхностный слой бетона глубиной 0,5–1 мм и очищают поверхность от пыли;

−диск приклеивают к бетону, прижимая диск и удаляя излишки клея за пределами диска;

−прибор соединяют с диском;

−нагрузку плавно увеличивают со скоростью (1±0,3) кН/с;

−фиксируют показание силоизмерителя прибора;

−измеряют площадь проекции поверхности отрыва на плоскости диска с погрешностью ±0,5 см.

Согласно ГОСТ 22690 [5] следует использовать стальные диски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметрами шероховатости приклеивае-

35

мой поверхности по ГОСТ 2789–73 [9]. Клей для приклейки диска должен обеспечивать прочность сцепления с бетоном, при которой разрушение происходит по бетону.

Контрольные вопросы

1.На каком принципе основан метод отрыва?

2.Какая косвенная характеристика прочности бетона определяется по данному методу?

3.Как правильно выбрать участки бетонной конструкции для исследования методом отрыва?

4.Укажите последовательность проведения измерений.

5.Приведите примеры приборов, которые используются для оценки прочности бетона методом отрыва.

Метод отрыва со скалыванием

Определение прочности бетона методом отрыва со скалыванием основано на связи прочности бетона со значением усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства.

Стандартные схемы проведения испытаний методом отрыва со скалыванием предусматривают применение анкерных устройств и захватов в соответствии с приложением А ГОСТ 22690 [5]. Глубина заделки анкерных устройств должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытуемой конструкции. Стандартная схема испытаний применима в следующих случаях:

–при испытаниях тяжелого бетона прочностью на сжатие от

5 до 100 МПа;

–при испытаниях легкого бетона прочностью на сжатие от 5 до 40 МПа;

–при условии, что максимальная фракция крупного заполнителя бетона не более рабочей глубины заделки анкерных устройств.

36

Схема испытания методом отрыва со скалыванием показана на рис. 4.9; типы анкерных устройств для таких испытаний изображены на рис. 4.10. Эти устройства предназначены для стандартной схемы испытаний по ГОСТ 22690 [5].

Метод отрыва со скалыванием при проведении испытаний в соответствии со стандартной схемой (по ГОСТ 22690, приложение А) является прямым неразрушающим методом определения прочности бетона. Градуировочная зависимость для метода отрыва со скалыванием при стандартной схеме испытания приведена в приложении В ГОСТ 22690 [5].

Рис. 4.9. Схема испытаний методом отрыва со скалыванием: 1 – прибор с нагружающим устройством и силоизмерителем; 2 – опора нагружающего устройства; 3 – захват нагружающего устройства; 4 – переходные элементы, тяги; 5 – анкерное устройство; 6 – вырываемый бетон (конус отрыва); 7 – испытуемая конструкция; P0 – прилагаемое усилие

37

Рис. 4.10. Типы анкерных устройств для стандартной схемы испытаний по ГОСТ 22690 [5]: 1 – рабочий стержень; 2 – рабочий стержень с разжимным конусом; 3 – сегментные рифленые щеки; 4 – опорный стержень; 5 – рабочий стерженьсполымразжимнымконусом; 6 – выравнивающаяшайба

Процесс проведения испытания включает следующие последовательные этапы:

−в случае отсутствия предварительно установленного лепесткового анкера до бетонирования необходимо выполнить бурение соответствующего отверстия;

−в полученном отверстии или шпуре должно быть закреплено анкерное устройство;

−затем установленный анкер и прибор соединяют;

−прибор начинает работу с наименьшей нагрузки на отрыв

ипостепенно увеличивает скорость от 1,5 до 3 кН/с;

−после того как произошел отрыв, замеряют величину приложенного усилия, а также наименьшую и наибольшую глубины скалывания (глубины должны замеряться с точностью, не превышающей 1 мм).

38

Рис. 4.11. Процесс испытаний прочности бетона в конструкции методом отрыва со скалыванием

Определение прочности бетона в конструкции методом отрыва со скалыванием показано на рис. 4.11.

Контрольные вопросы

1.Что является основой оценки прочности бетона методом отрыва со скалыванием?

2.Охарактеризуйте стандартную схему проведения испытаний методом отрыва со скалыванием.

3.В каких случаях применима стандартная схема проведения испытания методом отрыва со скалыванием?

4.Какие типы анкерных устройств используются в стандартной схеме испытаний методом отрыва со скалыванием?

39

5.Опишите последовательность проведения испытания и замеров.

6.Приведите примеры приборов для оценки прочности бетона методом отрыва со скалыванием.

Метод скалывания ребра

Определение прочности бетона методом скалывания ребра основано на связи прочности бетона со значением усилия, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции.

При испытании методом скалывания ребра на испытываемом участкенедолжнобытьтрещин, сколовбетона, наплывовилираковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой илиусилиемобжатияпредварительнонапряженнойарматуры.

Испытание проводят в следующей последовательности:

−прибор закрепляют на конструкции, прикладывают нагрузку, увеличивая ее со скоростью не более (1±0,3) кН/с;

−фиксируют показание силоизмерителя прибора;

−измеряют фактическую глубину скалывания;

−определяют среднее значение усилия скалывания. Стандартная схема испытания методом скалывания ребра

отражена в приложении Б ГОСТ 22690 [5]. Стандартная схема испытаний применима в следующих случаях:

−при испытаниях бетона с максимальной фракцией крупного заполнителя не более 40 мм;

−при испытаниях тяжелого бетона прочностью на сжатие от 10 до 70 МПа на гранитном и известняковом щебне.

Стандартная схема испытания методом скалывания ребра показана на рис. 4.12.

Прочность бетона методом скалывания ребра определяется при помощи прибора ПОС – МГ4, схема которого показана на рис. 4.13. Нагружение производится до разрушения бетона либо до контрольного усилия. Затем производится вычисление прочности бетона и результатывыводятсянадисплей.

40