Прибор для проверки прочности бетона неразрушающим методом
Alkstroy.ru

Строительный портал

Прибор для проверки прочности бетона неразрушающим методом

Прибор для измерения прочности бетона – основные виды. Механический и ультразвуковой методы применения

Бетон относится к одному из самых распространенных типов конструкций, от его качества и прочности во многом зависит долговечность и надежность всего объекта в целом. Неудивительно, что определение прочностных свойств является очень важной задачей в процессе возведения объекта и сдачи его в эксплуатацию. Для этого используются различные методы и виды оборудования, именно их мы и рассмотрим в рамках данного обзора.

На фото — благодаря появлению высокотехнологичных приборов определение прочности в наши дни стало намного проще

Основные способы проверки бетона

Стоит отметить, что оборудование данной группы может использоваться для проверки прочности, как бетона, так и кирпича. Под прочностью понимается способность материала противостоять разрушению под действием внутреннего напряжения и различным внешним факторам, чем стойкость выше, тем надежнее и долговечнее конструкция.

Оборудование для проверки прочности может быть и очень большим

Провести проверку можно посредством двух способов:

  • Разрушающий: суть этого метода заключается в том, что в специальном прессе раздавливаются предварительно подготовленные заготовки. Это могут быть кубы, которые отливаются из контролируемого бетона или керны – фрагменты цилиндрической формы, получить которые помогает алмазное бурение отверстий в бетоне и изъятие фрагмента.

Чтобы получить керн, необходимо проводить бурение бетона

  • Второй вариант – использовать прибор для определения прочности бетона неразрушающим методом. Такое оборудование измеряет физические величины, оказывающие прямое влияние на прочность бетона, и пересчитывает их, выдавая нужные показатели. Естественно, чем качественнее оборудование, тем меньше погрешность и выше точность исследований.

Виды приборов

При проведении измерительных мероприятий чаще всего используется один из двух основных типов измерительного оборудования. Естественно, проведение работ своими руками подразумевает именно этот вариант, так как цена специального пресса очень велика, да и нет смысла держать его, если у вас нет специальной испытательной лаборатории по оказанию услуг по измерению прочности и других показателей.

Определение прочности механическим методом

Если проводится неразрушающий контроль (НК) механическим способом, то главный нормативный акт, которым обязательно следует руководствоваться, это ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами НК». В данном документе изложены правила испытаний как тяжелых, так и легких бетонов с предельными значениями прочности, не выходящими за рамки диапазона от 5 до 100 Мпа.

В данную группу приспособлений входит несколько основных разновидностей оборудования, которое отличается по способу определения тех или иных косвенных характеристик.

Это могут быть следующие показатели:

  • Энергия удара специальным бойком.
  • Значение отскока бойка от прижатого к стене ударника.
  • Размер оставленного следа от удара.
  • Показатель усилия, необходимого для разрушения небольшого участка на ребрах конструкции или при вырыве закрепленного анкерного болта.

Прибор может состоять из бойка и блока управления, или все может располагаться в бойке (самые современные варианты реализуются именно так)

Особенности проведения измерений с помощью того или иного метода зависят от множества факторов, поэтому инструкция по эксплуатации прибора обязательна к изучению. Рассмотрим самый популярный вариант проведения испытаний – метод упругого отскока.

Технология выглядит следующим образом:

  • Измерительный узел должен располагаться перпендикулярно поверхность, чем больше перекос, тем больше погрешность измерений, не стоит забывать об этом.

Сила должна прилагаться перпендикулярно, это гарантирует точность измерений

  • Проверку нужно провести на разных участках поверхности, для корректности измерений следует иметь как минимум 5 значений и определить среднее арифметическое.
  • С помощью специальной формулы высчитывается показатель прочности той или иной конструкции. На самом деле, все достаточно просто и, следуя рекомендациям и требованиям инструкции, можно проводить качественные измерения, даже не имея соответствующей практики.

Современные приборы очень компактны и удобны в работе

Важно!
Чтобы показатели были точными и корректными, не стоит забывать, что минимальная толщина бетонной конструкции не должна быть менее 100 мм.

Использование ультразвукового метода

При использовании данного способа расчета показателей прочности бетона или кирпича все требования к измерениям и порядок их проведения определяет ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности». Стоит отметить, что с помощью такого метода можно проводить измерения практически всех видов бетона, это делает данный вариант максимально универсальным.

Ультразвуковой прибор для определения прочности бетона отличается простотой и удобством работы

С помощью ультразвука можно измерять как показатели готовых конструкций, так и материала, который еще не набрал оптимальные показатели прочности. То есть, можно отслеживать процесс отвердения материала.

Особенности данного вида измерений заключаются в следующем:

  • Сам метод основан на физической взаимосвязи значения прочности бетона и скорости распространения по нему звуковых колебаний. Эта взаимосвязь может выражаться в виде формулы, графика или таблицы, специалисты называют ее «градуировочная характеристика». Этот показатель определяется отдельно для каждого объекта измерений, в процессе проверки используется поверхностное либо сквозное прозвучивание.
  • По результатам проверки и подбора градуировочных характеристик проводятся основные испытательные мероприятия, причем проводиться они должны тем же способом, что и проверочные.
  • На основе полученных показателей и определяется фактическая прочность того или иного участка бетонной конструкции.

Важно!
Чем точнее будет определена градуировочная характеристика, тем выше будет точность окончательных результатов.


Проверка может понадобиться в самых различных случаях: от определения надежности конструкции до расчета динамики застывания бетонного материала. Если будет осуществляться резка железобетона алмазными кругами,также желательно измерить прочность и подобрать оптимальный тип круга по бетону.

Приборы могут иметь самую различную конфигурацию, важно, чтобы точность измерений была как можно выше

Вывод

В некоторых случаях от правильности измерений зависит очень многое, особенно если дело касается ремонтных работ и мероприятий по укреплению конструкции. Только корректные данные гарантируют, что будет выбран нужный вариант дальнейших действий. Видео в этой статье поможет разобраться в некоторых особенностях использования измерительных приборов.

Неразрушающий контроль прочности бетона: методы измерения, проверки

Неразрушающий контроль бетона – это группа методов испытаний материала, благодаря которым можно определить его технические характеристики без нарушения целостности и явных деформаций. Определение прочности бетонного монолита является обязательным условием контроля качества бетонных и ЖБ изделий/конструкций в процессе производства.

Неразрушающий контроль прочности бетона дает возможность выявить все самые важные значения, напрямую влияющие на эксплуатационные характеристики монолита и безопасность, длительность службы изделий. На прочность бетонного монолита влияет множество факторов – таких, как качество и пропорции компонентов, соблюдение технологии производства смеси, условия заливки, правильность сушки и т.д.

По прочности бетона устанавливается его марка – к примеру, марка М400 может выдержать максимальную нагрузку в районе 400 кг/см2, марка М500 – 500 кг/см2 и т.д.

Обычно испытание бетона на прочность предполагает приложение к застывшему материалу контрольной нагрузки, которая направлена на разрушение целостности структуры. Таким образом определяют, какие максимальные значения нагрузок способен выдержать бетон, для каких условий подходит, в каких конструкциях может использоваться.

Разрушающие методы предполагают отбор проб бетона с обследуемого монолита или приготовление из жидкой смеси контрольных образцов, а потом их разрушение. Кроме того, существуют неразрушающие методы, которые не предусматривают деформации и явной порчи структуры материала.

Основные методы испытания бетона на прочность:

  1. Разрушающие методы – используют контрольные образцы, которые готовятся и твердеют так же, как и конструкция (либо изымаются из монолита), воздействуют на них разными силами. Это самая точная проверка.
  2. Неразрушающие косвенные методы – ультразвуковые исследования, методы ударного импульса и упругого отскока. Прочность оценивается косвенно через иные параметры (скорость ультразвука, к примеру), погрешность в полученных данных может составлять 30-50%.
  3. Неразрушающие прямые методы – это могут быть отрыв металлического анкера (заделанного предварительно в бетон), использование специального оборудования (измерение скалыванием ребра и другие).

Неразрушающие технологии контроля прочности бетона

Испытание бетона неразрушающим методом предполагает оценку состояния бетонных конструкций через анализ различных факторов, что влияют на прочность, диаметр арматуры, толщину защитного слоя, влажность, теплопроводность, адгезию и т.д. Особенно актуален данный тип исследований в случаях, когда не известны характеристики бетонного монолита и арматуры, а вот объемы контроля большие.

Указанная группа методов позволяет выполнять исследования как в условиях лаборатории, так и непосредственно на строительной площадке и даже в процессе эксплуатации.

Главные преимущества неразрушающего контроля:

  • Сохранение целостности конструкции, которая проверяется.
  • Возможность избежать необходимости организовывать лабораторную оценку непосредственно на строительном объекте.
  • Полное сохранение эксплуатационных свойств зданий и сооружений.
  • Достаточно широкая сфера применения.

Несмотря на то, что методов и способов исследования жидкого и застывшего бетона очень много, характеристик также немало, основным свойством и показателем является прочность. Именно от прочности зависят сфера применения и условия эксплуатации, надежность и долговечность конструкции. Так, например, если бетон будет морозостойким и пластичным при заливке, с лучшими разноплановыми характеристиками, но недостаточно прочным для выдерживания проектных нагрузок, здание просто обрушится.

Прочность – определяющий фактор бетона и проверять ее нужно очень тщательно. Все испытания проводят на базе ГОСТов: 22690-2015, 17624-2012 (процедура обследований), 18105-2010 (описаны общие правила проверки). Использование неразрушающих методов предполагает применение механических способов (вдавливание, скол, отрыв, удар) и ультразвукового исследования.

Исследование неразрушающего контроля бетона осуществляется по графику, обязательно в установленном проектом возрасте или же по необходимости. Благодаря исследованиям удается оценить отпускную/распалубочную прочность, сравнить полученные реальные показатели свойств материала с паспортными.

Используемые методы неразрушающего контроля:

  1. Прямые (местные разрушения) – скалывание ребра, выполнение отрыва со скалыванием, отрыв диска из металла.
  2. Косвенные – упругий отскок, ударный импульс, использование пластической деформации, а также метод ультразвукового исследования.
Читать еще:  Гидроизоляция газоблока в бане

Прямые неразрушающие методы контроля прочности бетона:

  • Отрыв со скалыванием – оценивается усилие, нужное для разрушения бетона в процессе вырывания из него анкера. Из преимуществ стоит отметить высокий уровень точности, наличие градуировочных зависимостей по ГОСТу, из недостатков – невозможность применять для оценки густоармированных и тонкостенных сооружений, трудоемкость.
  • Скалывание ребра – измеряется усилие, нужное для скалывания бетона в углу конструкции. Обычно способ используют для выявления прочности линейных сооружений (колонны квадратного сечения, сваи, опорные балки). Главные плюсы метода – простота реализации, отсутствие необходимости в предварительной подготовке, минусы – не применяется для бетона слоем больше 2 сантиметров и поврежденного монолита.
  • Отрыв металлического диска – фиксируют усилие, разрушающее бетон в момент отрыва от него диска из металла. Метод использовали часто в советское время, сегодня практически не применяют из-за наличия ограничений в плане температурного режима. Достоинства: можно проверять густоармированные конструкции, низкий уровень трудоемкости, недостатки – необходимость в предварительной подготовке (диски клеят на поверхность бетонного монолита за 3-24 часа до начала проверки).

Главные недостатки местных разрушений для измерения прочности бетона – необходимость рассчитывать глубину пролегания арматуры, высокая трудоемкость, частичное повреждение поверхности монолита, что может (пусть и несущественно) влиять на эксплуатационные свойства.

Методы ударно-импульсного воздействия более производительны, но проверяют лишь верхний слой бетона толщиной в 25-30 миллиметров, поэтому их применение ограничено. Поверхность нужно зачистить, удалить поврежденный слой, привести градуированные зависимости приборов в полное соответствие с фактической прочностью монолита по результатам испытаний в прессе контрольных партий.

Для измерения прочности бетона часто используют метод ударного импульса – наиболее распространенный вариант, который дает возможность выявить класс бетона, выполняя исследования под различными углами к поверхности, с учетом упругости и пластичности материала.

Боек со сферическим ударником благодаря пружине ударяется о поверхность бетона, при этом энергия удара тратится на его деформацию, появляется лунка (пластические деформации) и реактивная сила (упругие деформации).

Электромеханический преобразователь механическую энергию выполненного удара превращает в электрический импульс, реальные результаты получают в единицах определения прочности на сжатие. Для исследований используют молоток Шмидта.

Особенности метода упругого отскока:

  • В испытаниях используют склерометры – специальные пружинные молотки со сферическими штампами. За счет системы пружин реализуется свободный отскок после удара. Фиксация пути ударника при отскоке осуществляется по шкале со стрелкой.
  • Прочность материала определяют по градуированным кривым, учитывающим положение молотка, ведь величина отскока напрямую зависит от направления.
  • Средний показатель исследований считают по данным 5-10 выполненных измерений, между местами ударов расстояние должно быть равно минимум 3 сантиметрам.
  • Диапазон измерений методов – 5-50 МПа, используются специальные приборы.
  • Главные преимущества: простота/скорость исследований, возможность оценить прочность густоармированных изделий. Недостатки: определение прочности бетона реализуется в поверхностном слое глубиной 2-3 сантиметра, проверки нужно делать часто и много.

Проверка прочности бетона методом пластической деформации – самый дешевый способ, определяющий твердость поверхности бетона измерением следа, оставленного стальным стержнем/шариком, что встроен в молоток. Молоток располагают в перпендикулярной плоскости поверхности монолита, делают пару ударов. Отпечатки на бетоне и бойке измеряют. Полученные данные фиксируют, ищут среднее значение, по полученному соотношению размеров отпечатков определяют характеристики бетонной поверхности.

Прибор для исследований способом пластических деформаций работает на вдавливании штампа ударом или статическим давлением. Редко применяют устройства статических давлений, чаще используются приборы ударного действия (пружинные/ручные молотки, маятниковые устройства с дисковым/шариковым штампом).

Выдвигаются такие требования: диаметр шарика минимум 1 сантиметр, твердость стали штампов хотя бы HRC60, диск толщиной минимум 1 миллиметр, энергия удара 125 Н и более. Метод простой, подходит для густоармированных конструкций, быстрый, но используется для определения прочности бетона марки максимум М500.

Самым сложным считается контроль конструкций, на которые воздействуют агрессивные среды (химические в виде кислот, солей, масел, термические в формате высоких/низких температур, атмосферные – карбонизация верхнего слоя).

При проведении обследования простукиванием и визуально, смачиванием раствором фенолфталеина ищут слой с нарушенной структурой, удаляют его на участке для контроля, зачищают наждачной бумагой. Потом определяют прочность способами отбора образцов или местных разрушений. В случае использования ультразвуковых и ударно-импульсных приборов шероховатость поверхности монолита должна быть максимум Ra 25.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Ультразвуковой метод проверки прочности бетона заключается в регистрации скорости прохождения волн сквозь монолит. Есть сквозное ультразвуковое прозвучивание с установкой датчиков с разных сторон касательно тестируемого образца, а также поверхностное с креплением датчиков по одной стороне. Метод сквозной дает возможность контролировать прочность не только поверхностных, но и глубоких слоев конструкции.

Ультразвуковые приборы контроля используют для дефектоскопии, проверки качества бетонирования, выявления глубины залегания арматуры в бетоне и самого монолита. Устройства дают возможность многократно исследовать разные формы, осуществлять непрерывный контроль снижения/нарастания прочности.

С учетом высокой скорости прохождения ультразвука в монолите материала (около 4500 м/с), градуировочная зависимость скорости волны и прочности бетона считается для каждого испытуемого состава предварительно. Использование двух градуированных зависимостей в отношении конкретного бетона и непонятного состава может дать большую ошибку.

Основной особенностью проверки прочности бетона неразрушающим ультразвуковым методом является возможность осуществлять массовые исследования изделий любой формы многократно, эффективно вести непрерывный контроль нарастания/снижения прочности конструкции в онлайн-режиме.

Виды испытаний: таблица значений

Каждая технология неразрушающего контроля прочности бетона предполагает свои диапазоны значений и рекомендованные значения прочности на сжатие. Максимальные значения измерений регламентируют полученными производителями приборов и эмпирическими результатами. Для более удобной интерпретации данных исследований диапазоны и погрешности сводятся в таблицах.

Прочность бетона обычно определяют на участках поверхности монолита нужной площади, на которых отсутствуют видимые повреждения и аморфные отслоения, температура окружающего воздуха должна быть плюсовой.

Заключение

Для определения прочности бетона актуально использование разнообразных неразрушающих методов, которые дают возможность быстро и без серьезных финансовых затрат проверить все нужные значения и не разрушать изделие/конструкцию. Наиболее актуальными методиками сегодня считаются упругий отскок и пластическая деформация.

Все затраты на проверку составляют стоимость покупки прибора. Для проведения вышеуказанных исследований применяют склерометр Шмидта или молоток Кашкарова. Стоимость данных приборов не очень высока, а аренда обходится и того меньше.

При выборе того или иного метода проверки прочности бетона нужно тщательно изучить особенности анализа и интерпретации результата, свести все значения в таблицы и определить искомые значения.

Методы определения прочности бетона

Прочность бетона — важнейшая характеристика, которая применяется при проектировании и расчете конструкций для строительства различных сооружений. Она задается маркой М (в кг/см²) или классом В (в МПа) и выражает максимальное давление сжатия, которое выдерживает материал без разрушения.

При определении марочной прочности бетона строительные организации и изготовители конструкций должны руководствоваться требованиями нормативных документов — ГОСТ 22690-88, 28570, 18105-2010, 10180-2012. Они регламентируют методику проведения испытаний, обработку результатов.

Что влияет на прочность?

Затвердевшая в условиях строительной площадки бетонная смесь может давать отличные от лабораторных результаты. Помимо качества цемента и заполнителей на характеристику влияют:

  • условия транспортировки;
  • способ укладки в опалубку;
  • размеры и форма конструкции;
  • вид напряженного состояния;
  • влажность, температура воздуха на всем протяжении твердения смеси;
  • уход за монолитом после заливки.

Качество смеси и ее прочностные характеристики ухудшаются, если при производстве работ совершались грубые нарушения технологии:

  • доставка производилась не в миксере;
  • время в пути превысило допустимое;
  • при заливке смесь не уплотнялась вибраторами или трамбовками;
  • при монтаже была слишком низкая или высокая температура, ветер;
  • после укладки в опалубку не поддерживались оптимальные условия твердения.

Неправильная транспортировка приводит к схватыванию, расслоению и потере подвижности смеси. Без уплотнения в толще конструкции остаются пузырьки воздуха, которые ухудшают качество монолита.

При температуре 15°-25°С и высокой влажности в первые 7-15 суток бетон достигает прочности 70%. Если условия не выдерживаются, то сроки затягиваются. Опасно как охлаждение смеси, так и ее пересушивание. Зимой опалубку утепляют или прогревают, летом поверхность монолита увлажняют, накрывают пленкой.

На заводах ЖБИ осуществляют пропаривание или автоклавную обработку конструкций, чтобы уменьшить время набора прочности. Процесс занимает от 8 до 12 часов.

Чтобы определить, насколько характеристики конструкции соответствуют проектным, а также при обследованиях и мониторинге технического состояния зданий проводят проверку прочности бетона. Она включает лабораторные испытания образцов, неразрушающие прямые и косвенные методы исследования объектов.

Факторы, влияющие на погрешность измерений при контроле и оценке прочности бетона:

  • неравномерность состава;
  • дефекты поверхности;
  • влажность материала;
  • армирование;
  • коррозия, промасливание, карбонизация внешнего слоя;
  • неисправности прибора — износ пружины, слабую зарядка аккумуляторной батареи.

Самый информативный способ проверки бетонных конструкций — изъятие образцов из тела монолита с последующим их испытанием. Такой метод сводит к минимуму ошибки, но достаточно дорог и трудоемок. Поэтому чаще пользуются более доступными исследованиями с помощью приборов, измеряющих зависимые от прочности характеристики — твердость, усилие на отрыв или скол, длину волны. Зная их, можно с помощью переходных формул вычислить искомую величину.

Требования к проверке

С точки зрения заказчика наиболее предпочтительно проводить испытания неразрушающими методами контроля фактической прочности бетона. Сегодня созданы приборы, которые позволяют быстро получить результаты без бурения, высверливания или вырубки образца, портящих целостность конструкции.

Читать еще:  Монолитное перекрытие по профлисту армирование

Для осуществления контроля и оценки прочности бетона рассматривают три показателя:

  • точность измерений;
  • стоимость оборудования;
  • трудоемкость.

Наиболее дорогими являются испытания кернов на лабораторном прессе и отрыв со скалыванием. Исследования по величине ударного импульса, упругого отскока, пластических деформаций или с помощью ультразвука имеют меньшую затратную часть. Но применять их рекомендуется после установления градуировочной зависимости между косвенной характеристикой и фактической прочностью.

Параметры смеси могут существенно отличаться от тех, при которых была построена градуировочная зависимость. Чтобы определить достоверную прочность бетона на сжатие, проводят обязательные испытания кубиков на прессе или определяют усилие на отрыв со скалыванием.

Если пренебречь этой операцией, неизбежны большие погрешности при контроле и оценке прочности бетона. Ошибки могут достигать 15-75 %.

Целесообразно пользоваться косвенными методами при оценке технического состояния конструкции, когда необходимо выявить зоны неоднородности материала. Тогда правила контроля допускают применение неточного относительного показателя.

Как определить прочность бетона?

В производстве материалов и строительстве применяются методы для испытания бетона на прочность:

  • разрушающие;
  • неразрушающие прямые;
  • неразрушающие косвенные.

Они позволяют с той или иной точностью проводить контроль и оценку фактической прочности бетона в лабораториях, на площадках или в уже построенных сооружениях.

Разрушающие методы

Из готовой смонтированной конструкции выпиливают или выбуривают образцы, которые затем разрушают на прессе. После каждого испытания фиксируют значения максимальных сжимающих усилий, выполняют статистическую обработку.

Этот метод, хотя и дает объективные сведения, часто не приемлем из-за дороговизны, трудоемкости и причинения локальных дефектов.

На производстве исследования проводят на сериях образцов, заготовленных с соблюдением требований ГОСТ 10180-2012 из рабочей бетонной смеси. Кубики или цилиндры выдерживают в условиях, максимально приближенным к заводским, затем испытывают на прессе.

Неразрушающие прямые

Неразрушающие методы контроля прочности бетона предполагают испытания материала без повреждений конструкции. Механическое взаимодействие прибора с поверхностью производится:

  • при отрыве;
  • отрыве со скалыванием;
  • скалывании ребра.

При испытаниях методом отрыва на поверхность монолита приклеивают эпоксидным составом стальной диск. Затем специальным устройством (ПОС-50МГ4, ГПНВ-5, ПИВ и другими) отрывают его вместе с фрагментом конструкции. Полученная величина усилия переводится с помощью формул в искомый показатель.

При отрыве со скалыванием прибор крепится не к диску, а в полость бетона. В пробуренные шпуры вкладывают лепестковые анкеры, затем извлекают часть материала, фиксируют разрушающее усилие. Для определения марочной характеристики применяют переводные коэффициенты.

Метод скалывания ребра применим к конструкциям, имеющим внешние углы — балки, перекрытия, колонны. Прибор (ГПНС-4) закрепляют к выступающему сегменту при помощи анкера с дюбелем, плавно нагружают. В момент разрушения фиксируют усилие и глубину скола. Прочность находят по формуле, где учитывается крупность заполнителя.

Внимание! Способ не применяют при толщине защитного слоя менее 20 мм.

Неразрушающие косвенные методы

Уточнение марки материала неразрушающими косвенными методами проводится без внедрения приборов в тело конструкции, установки анкеров или других трудоемких операций. Применяют:

  • исследование ультразвуком;
  • метод ударного импульса;
  • метод упругого отскока;
  • пластической деформации.

При ультразвуковом методе определения прочности бетона сравнивают скорость распространения продольных волн в готовой конструкции и эталонном образце. Прибор УГВ-1 устанавливают на ровную поверхность без повреждений. Прозванивают участки согласно программе испытаний.

Данные обрабатывают, исключая выпадающие значения. Современные приборы оснащены электронными базами, проводящими первичные расчеты. Погрешность при акустических исследованиях при соблюдении требований ГОСТ 17624-2012 не превышает 5%.

При определении прочности методом ударного импульса используют энергию удара металлического бойка сферической формы о поверхность бетона. Пьезоэлектрическое или магнитострикционное устройство преобразует ее в электрический импульс, амплитуда и время которого функционально связаны с прочностью бетона.

Прибор компактен, прост в применении, выдает результаты в удобном виде — единицах измерения нужной характеристики.

При определении марки бетона методом обратного отскока прибор — склерометр — фиксирует величину обратного движения бойка после удара о поверхность конструкции или прижатой к ней металлической пластины. Таким образом устанавливается твердость материала, связанная с прочностью функциональной зависимостью.

Метод пластических деформаций предполагает измерение на бетоне размеров следа после удара металлическим шариком и сравнение его с эталонным отпечатком. Способ разработан давно. Наиболее часто на практике используется молоток Кашкарова, в корпус которого вставляют сменный стальной стержень с известными характеристиками.

По поверхности конструкции наносят серию ударов. Прочность материала определяется из соотношения полученных диаметров отпечатков на стержне и бетоне.

Заключение

Для контроля и оценки прочности бетона целесообразно пользоваться неразрушающими методами испытаний. Они более доступны и недороги по сравнению с лабораторными исследованиями образцов. Главное условие получения точных значений — построение градуировочной зависимости приборов. Необходимо также устранить факторы, искажающие результаты измерений.

Измерители прочности бетона ИПС-МГ4.01, ИПС-МГ4.03, ИПС-МГ4.04

Измерители прочности бетона ИПС-МГ4.01, ИПС-МГ4.03, ИПС-МГ4.04 предназначены для определения прочности бетона методом ударного импульса по ГОСТ 22690, на основе предварительно установленной зависимости между прочностью бетона, определенной при испытании образцов в прессе и измеренным ускорением, возникающим при взаимодействии индентора измерителя с бетонным образцом, при постоянной энергии удара (Е=0,12 Дж).

Область применения измерителя – определение прочности бетона, раствора на предприятиях стройиндустрии и объектах строительства, а также при обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений. Измерители могут применяться для контроля прочности кирпича и строительной керамики, также позволяет оценивать физико-механические свойства строительных материалов в образцах и изделиях (прочность, твердость, упруго-пластические свойства), выявлять неоднородности, зоны плохого уплотнения и др.

В отличие от аналогов, приборы снабжены:

  • устройством ввода коэффициента совпадения Кс для оперативного уточнения базовых градуировочных характеристик в соответствии с Приложением Ж ГОСТ 22690;
  • устройством маркировки измерений типом контролируемого изделия (балка, плита, ферма и т.д.);
  • функцией исключения ошибочного промежуточного значения.

Измерители имеют энергонезависимую память, режим передачи данных на компьютер через USB-порт и снабжен устройством ввода в программное устройство индивидуальных градуировочных зависимостей, установленных пользователем.

Измерение прочности бетона заключается в нанесении на контролируемом участке изделия серии до 15 ударов, электронный блок по параметрам ударного импульса, поступающим от склерометра, оценивает твердость и упругопластические свойства испытываемого материала, преобразует параметр импульса в прочность и вычисляет соответствующий класс бетона.

Алгоритм обработки результатов измерений включает:

  • усреднение промежуточных значений;
  • сравнение каждого промежуточного значения со средним, с последующей отбраковкой анормальных значений;
  • усреднение оставшихся после отбраковки промежуточных значений;
  • индикацию и запись в память конечного значения прочности и класса бетона.

Модификация ИПС-МГ4.03 имеет все возможности измерителя ИПС-МГ4.01, дополнительно оснащена функцией вычисления класса бетона В с возможностью выбора коэффициента вариации, снабжена 44 базовыми градуировочными характеристиками, учитывающими вид бетона, его возраст и режим твердения, имеет подсветку дисплея, часы реального времени, функцию просмотра промежуточных значений прочности бетона и оснащена возможностью уточнения базовых градуировочных характеристик в зависимости от условий твердения и возраста бетона.

В обновленных версиях приборов ИПС-МГ4.01 и ИПС-МГ4.03 с цветными увеличенными дисплеями имеются дополнительные сервисные функции:

  • отображение на дисплее графика изменения ускорения индентора в процессе удара (для оценки достоверности текущего измерения);
  • отображение параметров ударного импульса (максимального ускорения и отношение максимального ускорения к длительности удара);
  • возможность индивидуальной градуировки измерителя либо по параметрам ударного импульса с помощью линейного уравнения или полинома четвертого порядка, либо путем корректировки базовой зависимости (ввод коэффициентов совпадения).

Питание приборов от литий полимерных аккумуляторов повышенной емкости.

В модификации ИПС-МГ4.04 электронный блок закреплен на корпусе склерометра с возможностью поворота на 90° относительно его продольной оси. Измеритель оснащен устройством автоматического определения направления удара, имеет функцию просмотра промежуточных значений.

С 1.01.2020 г освоен выпуск новой версии измерителя ИПС-МГ4.04 с увеличенным цветным дисплеем и регулируемой подсветкой. Увеличено количество базовых градуировочных зависимостей учитывающих вид заполнителя, режим твердения и возраст бетона аналогично зависимостям, установленным в измерителе ИПС-МГ4.03. Измеритель регистрирует и выводит на дисплей параметр ударного импульса Р, имеется возможность установления зависимости между параметром удара P и прочностью бетона R с помощью полинома четвертого порядка или корректировки базовой зависимости с помощью коэффициентов совпадения.

Примечание: В соответствии с ГОСТ 18105 метод ударного импульса отнесен к косвенным методам определения прочности бетона. В связи с чем, определение прочности бетона производится по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетона, установленной одним из разрушающих или прямых неразрушающих методов, и косвенными характеристиками измерителя.
Допускается также привязка градуировочной зависимости, установленной в приборе с помощью коэффициента совпадения в соответствии с ГОСТ 22690 (п. 6.1.8, Приложение Ж).

Технические характеристики измерителей прочности бетона

Наименование характеристик ИПС-МГ4.01 ИПС-МГ4.03 ИПС-МГ4.04 ИПС-МГ4.01
(цветной дисплей)
ИПС-МГ4.03
(цветной дисплей)
ИПС-МГ4.04
(цветной дисплей)
Цена, рублей (НДС не облагается) 60 000 69 000 77 000 64 000 73 000 81 000
Диапазон измерения прочности, МПа от 3 до 100 от 3 до 100 от 3 до 100 от 3 до 100 от 3 до 100 от 3 до 100
Пределы допускаемой относительной погрешности измерения прочности, % ± 8 ± 8 ± 8 ± 8 ± 8 ± 8
Объем архивируемой информации, значений 500 15000 16000 15000 15000 16000
Количество индивидуальных градуировочных зависимостей, шт. 9 20 9 9 9 9
Количество базовых градуировочных зависимостей, шт. 1 44 1 1 44 44
Габаритные размеры, мм:
– электронного блока 180x90x30 165x73x25 165x73x25
– склерометра 185х130х70 180х140х130 185х130х70 185х130х70 185х130х70
Масса, кг, не более 0,77 0,55 0,75 0,75 0,55
Средняя наработка на отказ, ч, не менее 3000
Средний срок службы, лет, не менее 10
Читать еще:  Сборная ребристая плита перекрытия

Комплект поставки измерителей прочности бетона

ИПС-МГ4.01 и ИПС-МГ4.03: электронный блок, склерометр, контрольный образец, кабель связи с компьютером, USB флэш-накопитель с программным обеспечением, упаковочный кейс (сумка), руководство по эксплуатации.
ИПС-МГ4.04: склерометр с электронным блоком, контрольный образец, кабель связи с компьютером, USB флэш-накопитель с программным обеспечением, упаковочный кейс, руководство по эксплуатации.

Гарантийный срок эксплуатации 18 месяцев.
Обеспечивается сервисное и метрологическое обслуживание в течение всего срока эксплуатации.

Поверка измерителей прочности бетона

В Республике Беларусь ремонт, техническое обслуживание и подготовку к поверке выполняет ОДО “Белспецоснастка” по адресу:

  • г. Минск, ул.Купревича, д.7, к.247, телефоны: +375 17551-20-30;
  • г. Барановичи, ул.Чернышевского, д.61/1, к.95, телефоны: +375 16364-95-29.

Периодическую поверку осуществляют региональные центры метрологии:

Прибор для проверки прочности бетона неразрушающим методом

Бетон является строительным материалом, получаемым после смешивания правильного соотношения компонентов (цемент, щебень, песок, вода и прочие вяжущие вещества), с последующим затвердеванием смеси. Основным компонентом для затвердевания служит цемент.

Неразрушающий контроль бетона на твердость относится к важному фактору. Параметры эксплуатации бетона зависят от однородности бетонной смеси и качества компонентов. Поэтому, при заливке смеси, необходимо обеспечивать необходимый контроль бетона. Одним из способов неразрушающего контроля бетона является метод, который направлен на поиск дефектов в бетонных конструкциях и сооружениях. Благодаря использованию данного метода можно проверить однородность укладки, а также прочность при сжатии.

Факторы, влияющие на прочность:

  • марка цемента и состав смеси;
  • возраст сооружения (продолжительность его эксплуатации);
  • время схватывания и затвердения;
  • взаимодействие материала с углекислым газом (карбонизация);
  • виды заполнителя.

При проверке качества бетонных изделий чаще всего применяют следующие методы неразрушающего контроля бетона:

  • использование удара – излучение импульсов и определение реакции бетонного камня на полученный импульс;
  • проверка ультразвуком – излучение ультразвуковых волн сквозь толщину.

В качестве инструментов при неразрушающем контроле бетона применяются акустические дефектоскопы, локаторы арматурных стержней, молоты Шмидта и прочие приборы.

Методы неразрушающего контроля бетона

Рассмотрим различные методы проверки на прочность, применяемые в строительстве:

Способ ударного импульса либо упругого отскока

Предлагаемый способ основывается в выявлении параметров обратной отдачи ударника при отражении от поверхности изделия. Оценивается прочность, твердость и неоднородность структуры материала. В качестве используемого аппарата для исследования этим способом является склерометр Шмидта.

Одним из таких устройств является электронный аппарат ИПС-МГ4, который состоит из двух блоков:

  • электронного;
  • склерометра (преобразователя).

Неразрушающий контроль бетона данным прибором выполняется на контрольных образцах с габаритами не меньше 100х100х100 мм или в сооружениях и конструкциях.

Порядок проведения контроля:

– подсоединяется склерометр к электронному блоку и включается электропитание;

– склерометр располагается таким образом, чтобы импульс направлялся перпендикулярно к проверяемой поверхности, с опорой в трех точках;

– прижатие склерометра должно быть плотным, чтобы при нажатии на спусковой крючок и ударе бойка о бетонную поверхность инструмент не отрывался от опор под воздействием реактивных сил;

– склерометр приводится в действие путем нажатия на крючок запуска. Полученное измерение заносится в память для последующего анализа. Для полной картины необходимо выполнить 10-15 импульсов;

– после каждого замера на дисплее отображается результат прочности испытываемого материала (Мпа);

– при сильном разбросе информации, контроль бетона требуется выполнить повторно;

– средняя прочность изделия вычисляется, как среднеарифметический показатель проведения замеров.

Ультразвуковой метод

НК бетона с применением ультразвука регламентируется ГОСТ(ом) 17624-2012. Данный метод разработан НИИЖБ им. А. А. Гвоздева и структурным отделом ОАО “НИЦ “Строительство”. Принят Межгосударственной комиссией по стандартизации, тех-нормированию и оценке качества в строительстве (МНТКС) 18.12.2012 г., протокол N 41.

  • Ультразвуковой метод используют при проверке прочности бетона: на стадии отпуска, передачи, в процессе затвердения, а также при контрольном анализе.
  • Осуществляется с использованием связи между скоростью излучения волн ультразвука и твердостью испытываемого материала.
  • Ультразвуковые измерения выполняются сквозным или поверхностным просвечиванием.
  • Прочность проверяется на участках сооружений, без видимых дефектов (отслоения слоя, трещин и др.).

К недостатку такого способа можно отнести то, что испытания можно осуществлять только при плюсовой температуре материала. При минусовой температуре выполнение ультразвуковых испытаний возможно, если температура среды менее минус 10°С и относительная воздушная влажность не превышает 70 %.

Отрыва со скалыванием

Основывается в вычислении силы, необходимой для скалывания кусочка бетонного камня на ребре сооружения, либо местного разлома материала при изъятии из бетона анкерных изделий. Является наиболее точным способом проверки прочности, так как для него используется универсальная градуированная зависимость с двумя параметрами:

1. крупность структуры, которая обозначена «1» при зернистости до 50-ти мм и «1,1» – при зернистости свыше 50-ти мм;

2. вид материала – облегченный или тяжелый.

  • независимость от электропитания;
  • возможность произведения коррозионных испытаний при низких температурах;
  • быстрая и удобная установка приспособления для проверки.

К недостаткам такого метода относится:

  • высокая трудоемкость;
  • невозможность использования на участках с густым армированием;
  • частичное повреждение поверхности сооружения.

Метод пластической деформации

Предлагаемый вариант исследований разработан на принципе отражения параметров отпечатка, который отображается на поверхности испытываемого материала после удара стальным шариком. Данный способ является устаревшим, однако иногда используется благодаря дешевизне оборудования. Для испытаний данным методом используется молоток Кашкарова.

Можно определять качество бетона упрощенным методом, оценивая результаты удара зубилом или молотком по поверхности изделия. При этом используют молоток массой от 0,3-х до 0,4-х кН, делают 10 ударов среднего усилия по изделию или по зубилу. Для вычисления твердости применяется специальная таблица.

Вырывание стальных дисков

Способ основывается в выявлении напряжения, требуемого для местного разлома бетона при вырывании из него металлического диска. Сегодня такой способ применяется очень редко.

Приборы

Аппарат ИПС-МГ4

Использует методы неразрушающего контроля бетона, основанного на ударном импульсе. Определяет прочность в диапазоне от 3-х до 100МПа при температурных режимах -10 до +400ºС, относительной воздушной влажности до 80%, с величиной погрешности ±10%.

Принцип функционирования базируется на определении параметров звукового импульса, излучаемого из склерометра при ударе бойка о плоскость испытываемого бетона.

Для проведения исследования образцы-кубики со стороной 100 мм зажимаются в прессе с нагрузкой до (30±5) кН (3000кгс). Расстояние между испытываемыми точками должно быть не меньше 15мм, а от края кубика – не меньше 50мм. Число контрольных импульсов на участке равняется не меньше 10-ти, проверяемая поверхность должна быть ровной. При необходимости нужно зачистить поверхность кубика наждачным камнем. Место для точки излучения выбирается между крупными фракциями заполнителя.

Сегодня – это наиболее популярный прибор, имеющий удобный пользовательский интерфейс. Выбор параметров замеров при неразрушающем контроле бетона можно выполнить при включении прибора во всплывающем меню с возможностью прокрутки списка.

Приборы семейства ПОС

Данное оборудование имеет несколько модификаций:

Устройства ПОС-50МГ4″Скол” и ПОС-30МГ4 “Скол”

Используют методы неразрушающего контроля бетона путем вырывания со скалыванием и вырывания стальных дисков согласно ГОСТ(у) 22690-88. Инструменты не сложные и удобные для крепления на любой бетонной поверхности.

Оборудование имеет три опоры, обладает универсальной конструкцией, позволяющей выполнять исследования, как отрывным методом, так и способом скалывания ребра сооружения. Отличаются мощностью отрыва анкера – 50 и 30 кН соответственно.

Устройства ПОС-50МГ4 и ПОС-30МГ4

Оснащены двумя опорами и служат для проверки образцов круглого сечения.

Устройство ПОС-2-МГ4

Специалисты применяют для проверки ячеистого бетона путем отрыва спирального анкера. Устройство можно использовать при проверке прочности пеноситалла и полистиролбетона.

Приборы семейства ПУЛЬСАР

ПУЛЬСАР-2.1

Ультразвуковой аппарат, осуществляющий проверку прочности и однородности структуры (ГОСТ 17624) при сквозном и поверхностном излучении в строительных бетонных сооружениях. Обеспечивает неразрушающий контроль бетона неизвестной структуры по характеристикам ЦНИИОМТП. Способен определять глубину трещин при поверхностном излучении.

ПУЛЬСАР-2.2

Дефектоскоп (ультразвуковой контроль с визуализацией). Обладает функцией визуального просмотра излучаемого сигнала. Эффективен при выявлении трещин, пустот и дефектов, образованных при производстве и эксплуатации бетонных изделий. Исследования осуществляются при обследовании зданий и сооружений.

ПУЛЬСАР-2М

Данный ультразвуковой моноблочный аппарат используют для проверки качества материала (ГОСТ 17624) при поверхностном излучении волн в зданиях и сооружениях, на строительных площадках, при технологическом контроле. Обеспечивает неразрушающий контроль бетона неизвестной структуры по характеристикам ЦНИИОМТП. Обладает функцией выявления глубины трещин при поверхностном излучении волн.

Прибор УК1401

Используется в эксплуатируемых зданиях в сочетании со способом отрыва со сколом. Это довольно удобный агрегат с установленными ультразвуковыми датчиками, обеспечивающими возможность проведения испытаний одной рукой.

  • оценку несущей возможности бетонных столбов и опор, изготовленных из центрифугированного бетона;
  • обнаружение поверхностных дефектов в изделиях;
  • оценку пористости и наличия трещин горных пород;
  • оценку упругих свойств при изменении возраста материала;
  • обладает ИК-портом для подсоединения к ПК.

ОНИКС-2.51/ОНИКС-2.52

Используется при двухпараметрическом контроле бетона – по ударному импульсу и упругому отскоку, благодаря чему повышается достоверность полученных результатов.

  • две градуированные зависимости (для облегченных и тяжелых бетонов) с определением возраста бетонного изделия от 1го дня до 100 дней с шагом одни сутки и от 100 дней до 1000 дней с шагом 10 суток;
  • небольшие габаритные размеры;
  • легкая конструкция склерометра;
  • погрешность замеров до 8%;
  • светящийся дисплей;
  • наличие встроенного термометра;
  • выбор языка (английский/русский);
  • наблюдение за промежуточными замерами;
  • наличие ИК-порта для подключения ПК.

Кроме перечисленного оборудования, существуют множество другой продукции, базирующейся на инфракрасном, вибрационно-акустическом, акустико-эмиссионном излучении. Имеются также приборы, которые находятся на этапе опытной разработки. Все перечислить в данной статье невозможно.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector