Испытание бетонных кернов на прочность

Испытания бетонных кернов проводятся в соответствии со стандартом ASTM C 42. Рассматривается отбор образцов керна и процедура определения прочности с помощью бетонного керна.

Диаметр образцов керна для определения прочности бетона на сжатие предпочтительно должен быть не менее чем в три раза больше номинального максимального размера крупного заполнителя, используемого в бетоне, и должен быть не менее чем в два раза больше максимального размера крупного заполнителя в образце керна.
Длина образца в закрытом состоянии должна быть практически в два раза больше его диаметра. Керн, максимальная высота которого до укупорки составляет менее 95% его диаметра или высота которого после укупорки меньше его диаметра, должен быть забракован. Предпочтительно испытывать керны во влажном состоянии.

Стандарт ASTM предписывает следующую процедуру: “Погрузите образцы для испытаний в воду, насыщенную известью, при температуре 23,0 +/- 1,7° C не менее чем на 40 ч непосредственно перед проведением испытания на сжатие. Испытание образцов следует проводить сразу же после извлечения из воды.
В период между извлечением из воды и испытанием образцы следует поддерживать во влажном состоянии, накрывая их мокрым одеялом из рогожи или другой подходящей впитывающей ткани”. Если отношение длины к диаметру образца меньше 1,94, применяйте поправочные коэффициенты, приведенные в таблице 1.
Таблица-1: Поправочный коэффициент для отношения длины конуса к его диаметру
Отношение длины цилиндра к его диаметру (L/D)
Поправочный коэффициент прочности
1.75
0.98
1.50
0.96
1.25
0.93
1.00
0.87
Процедуры правильного отбора образцов бетона методом колонкового бурения приведены в стандарте ASTM C 42. Керны должны отбираться с использованием коронок с алмазными напайками, если керны должны быть испытаны на прочность.
Дробеструйное сверло может быть приемлемым для других применений, когда керн выбуривается вертикально. Однако для других направлений бурения рекомендуется использовать коронки с алмазной напайкой.

Отбор керна и испытание бетона

При отборе керна особое значение имеют следующие рекомендации:

Количество, размер и расположение образцов керна должны быть тщательно отобраны для проведения всех необходимых лабораторных исследований. Если возможно, используйте девственные образцы для всех испытаний, чтобы не было влияния предыдущих испытаний.
Для определения прочности керн должен иметь минимальный диаметр, превышающий в три раза максимальный номинальный размер крупного заполнителя или 50 мм.
Для испытаний на прочность длина стержней должна быть как минимум в два раза больше их диаметра.
Арматурная сталь не должна быть включена в керн для испытания на прочность.
Во время бурения кернов нельзя нарушать электропроводку или предварительно напряженную сталь.
Лучше бурить керн на всю глубину члена, чтобы избежать необходимости его разрушения для извлечения. Обычно просверливается дополнительно 50 мм, чтобы предусмотреть возможные повреждения у основания керна.
Для определения прочности в каждом месте конструкции необходимо отобрать не менее трех кернов.

Отверстие, просверленное для извлечения керна, заполняется упакованным ремонтным материалом. Для ремонта перекрытий требуется тиксотропный материал, так как он не должен падать под действием силы тяжести. В некоторых случаях в отверстие для керна может быть установлен сборный бетонный цилиндр с помощью цементного раствора или эпоксидной смолы.
Минимальный диаметр керна обычно составляет 100 мм, но в особых случаях могут использоваться керны диаметром 75 мм и 50 мм. Количество кернов диаметром 50 мм должно быть в три раза больше количества кернов диаметром 100 мм, чтобы получить такую же точность.
20-процентная верхняя часть члена с минимальным 50 мм и максимальным 300 мм и боковым покрытием 50 мм в пределах члена предпочтительно не включается в часть керна, подлежащую испытанию.
Перед испытанием кернов необходимо записать размеры, плотность, форму, информацию о том, являются ли заполнители хорошо или плохо гранулированными, положение любых трещин, повреждения в результате бурения и наличие стали. Торцы подготавливаются на высокоскоростной мокрой шлифовальной машине с использованием шлифовальных кругов с алмазной поверхностью.
В противном случае может быть произведена заделка с использованием прочных материалов. Перед испытанием рекомендуется выдержка в воде в течение 40 часов. Согласно британскому стандарту CSTR № 11, влияние отношения длины к диаметру стержня (R) на прочность определяется следующим образом:

Для горизонтально пробуренных кернов:

Корректированная прочность цилиндра = прочность керна x[(2,5×0,8)/(1+(1/R))].

Для вертикально пробуренных кернов:

Корректированная прочность цилиндра = прочность сердечника x[(2.3×0.8)/(1+(1/R))].

Читайте далее: