Неразрушающие методы контроля прочности.

Определение прочности бетона конструкций ультразвуковым методом: способами сквозного и поверхностного прозвучивания.

В соответствии с ГОСТ 17624-87 "Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности", контроль монолитных конструкций ультразвуковым методом производится только способом сквозного прозвучивания. Опыт работы лабораторий при контроле качества показал возможность применения для неразрушающего контроля прочности бетона монолитных конструкций способа поверхностного прозвучивания.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Способ поверхностного прозвучивания может использоваться для контроля разопалубочной прочности бетона и прочности в установленные проектом сроки при возведении монолитных конструкции, а также при инженерных обследованиях эксплуатируемых и реконструируемых монолитных конструкций.

1.2. Определяется прочность бетона по экспериментально установленным градуировочным зависимостям "скорость распространения ультразвука - прочность бетона" или "время распространения ультразвука - прочность бетона".

1.3. Способы сквозного и поверхностного прозвучивания может использоваться для контроля прочности тяжелого и легкого бетона классов В7,5 - В50.

1.4. Ультразвуковые измерения производятся с помощью приборов, отвечающих требованиям ГОСТ 17624-87 и обеспечивающих измерение скорости (времени) распространения ультразвука на базе 120 мм и более. (например ПУЛЬСАР -1.0)

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

2.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предварительно устанавливается градуировочная зависимость.

2.2. Градуировочная зависимость устанавливается на основании данных параллельных испытаний одних и тех же участков конструкций ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690-88 или по данным ультразвуковых испытаний участков конструкций и испытаний образцов, вырезанных из тех же участков конструкций, в соответствии с ГОСТ 28570-90.

Возможно также построение градуировочной зависимости по данным ультразвуковых испытаний образцов-кубов и последующих их испытаний на прессе. Кубы должны находиться в тех же условиях, в которых находятся конструкции и ультразвуковые испытания кубов должны производиться в тех же условиях, в которых будут испытываться конструкции.

2.3. При построении градуировочной зависимости по данным параллельных испытаний ультразвуковым методом и методом отрыва со скалыванием, или испытания образцов, вырезанных из конструкций, на подлежащих испытанию конструкциях или их зонах предварительно проводят ультразвуковые измерения и определяют участки с минимальной и максимальной скоростью (временем) распространения ультразвука. Затем выбирают не менее 12 участков, включая участки, в которых скорость (время) распространения ультразвука максимальна, минимальна и имеет промежуточные значения. После испытания ультразвуковым методом эти участки испытывают методом отрыва со скалыванием или отбирают из них образцы для испытания под прессом.

2.4. На каждом участке магнитным прибором ("Поиск" или др.) определяется положение арматуры, а затем ультразвуковым прибором проводят не менее 2-х измерений скорости (времени) распространения ультразвука. Измерения проводятся в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Прозвучивание производится под углом примерно 45° к направлению арматуры, параллельно или перпендикулярно ей. При прозвучивании в направлении, параллельном арматуре, линия прозвучивания располагается между арматурными стержнями (рис. 1).

Рис.1.

1 - положение прибора при испытании
2 - расположение арматуры

2.5. Градуировочную зависимость, устанавливают, принимая за единичные значения среднее значение скорости (времени) распространения ультразвука в участке и прочность бетона участка, определенную методом отрыва со скалыванием или испытанием отобранных образцов.

2.6. Допускается проводить построение линейной градуировочной зависимости вида

R= а + bV или R = а + bТ (где R - прочность бетона, V и Т - соответственно скорость или время распространения ультразвука) без отбраковки единичных результатов, пользуясь имеющимися программами для ЭВМ, например программой ЕХСЕL.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ ОРИЕНТИРОВОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

3.1. В связи с тем, что в ряде случаев построение градуировочной зависимости затруднено или невозможно, допускается ориентировочное определение прочности бетона с использованием универсальной градуировочной зависимости.

3.2. Универсальную градуировочную зависимость следует устанавливать для конкретных регионов путем совместной обработки данных, использованных для построения градуировочных зависимостей для отдельных объектов строительства. Для условий Дн-ка лабораторией получена экспонентная зависимость вида: R= а *е^вV                                по ряда испытаний    R= 1,126 *е^0,0007V

Рис. 2 Обобщённая градуировочная зависимость

3.3. Зависимость по п.3.2 может использоваться для ориентировочной оценки прочности бетона от 15 МПа до 40 МПа.

3.4. Рекомендуется уточнять зависимость для конкретных условий испытаний по формуле

R = Ry * Кс,

где Ri - прочность бетона в участке, определенная методом отрыва со скалыванием, или прочность бетона образца; Ry - то же, по зависимости п.3.2; n - число участков испытаний, или число образцов, принимаемое не минее пяти. Частные значения Ri/Ry должны находиться в пределах 0,7-1,3.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА В КОНСТРУКЦИЯХ

4.1. Число и расположение контролируемых участков на конструкциях должны устанавливаться с учетом требований ГОСТ 18105-86, или устанавливаться программой работ, согласованной с проектной организацией - автором испытываемой конструкции или разработчиками настоящих рекомендаций.

При этом количество и расположение участков должно устанавливаться с учетом:- задач контроля (установление фактической прочности бетона, разопалубочной прочности);- особенностей работы конструкций (изгиб, сжатие и т.п.);- условий проведения испытаний;- армирования конструкций:- наличия или отсутствия контрольных кубов.

4.2. На каждом контролируемом участке проводят не менее двух измерений времени (скорости) распространения ультразвука. Определяют прочность бетона по среднему значению полученных результатов измерений скорости (времени) распространения ультразвука.

4.3. Результаты фиксируется в протоколе испытаний:

Для определения прочности бетона эксплуатируемых конструкций должна использоваться градуировочная зависимость, построенная непосредственно перед обследованием.

4.4. Полученные значения прочности бетона принимают за среднюю прочность бетона участка конструкции Ri.

5. Ультразвуковой прибор ПУЛЬСАР-1.1 предназначен для измерения времени и скорости распространения ультразвуковых волн в твердых материалах при поверхностном и сквозном прозвучивании.

Основные области применения:

– определение прочности бетона согласно ГОСТ 17624-87 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности», кирпича и камней силикатных по ГОСТ 24332 «Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии» при технологическом контроле, а также при обследовании зданий и сооружений, в том числе в сочетании с другими методами (ударно-импульсным, отрыв со скалыванием и др.);

– поиск дефектов в бетонных сооружениях по аномальному снижению скорости;

– определение глубины трещин при поверхностном прозвучивании (русский и английский варианты);

– определение модуля упругости и плотности;

– контроль качества дорожных покрытий.

Основные виды контролируемых материалов, заложенные в меню прибора: бетон (тяжелый и легкий), кирпич, абразивы и материалы задаваемые пользователем.

Конструкция датчика обеспечивает работу прибора с сухим контактом (титановые наконечники) на фиксированной базе 120 мм, с сухим контактом (титановые наконечники или полиуретановые протекторы) при сквозном, поверхностном и угловом прозвучивании на произвольной базе.

Лекция 6