Неразрушающие испытания бетона – это метод получения данных о прочности на сжатие и других свойствах бетона из существующих конструкций. Этот тест позволяет получить немедленные результаты и фактическую прочность и свойства бетонной конструкции.
Стандартным методом оценки качества бетона в зданиях или сооружениях является испытание образцов, отлитых одновременно на прочность при сжатии, изгибе и растяжении.
Основными недостатками являются то, что результаты получаются не сразу; что бетон в образцах может отличаться от бетона в реальной конструкции в результате различных условий твердения и уплотнения; и что прочностные характеристики бетонного образца зависят от его размера и формы.
Хотя прямое измерение прочностных свойств конструкционного бетона невозможно по той простой причине, что определение прочности связано с разрушающими нагрузками, было разработано несколько неразрушающих методов оценки.
Они основаны на том, что определенные физические свойства бетона могут быть связаны с прочностью и могут быть измерены неразрушающими методами. К таким свойствам относятся твердость, сопротивление проникновению снарядов, способность к отскоку и способность пропускать ультразвуковые импульсы и рентгеновские и Y-лучи.
Эти неразрушающие методы могут быть классифицированы как испытания на проникновение, испытания на отскок, методы вытягивания, динамические испытания, радиоактивные испытания, концепция зрелости. Целью данного сборника является краткое описание этих методов с указанием их преимуществ и недостатков.
- Читать далее
Методы неразрушающего контроля бетона
Ниже перечислены различные методы неразрушающего контроля бетона:
1. Испытания бетона на проникающую способность
Зонд Виндзора обычно считается лучшим средством испытания на проникающую способность. Оборудование состоит из пистолета с пороховым зарядом или привода, зондов из закаленного сплава, заряженных патронов, глубиномера для измерения проникающей способности зондов и другого сопутствующего оборудования.
Зонд диаметром 0,25 дюйма (6,5 мм) и длиной 3,125 дюйма (8,0 см) загоняется в бетон с помощью прецизионного порохового заряда. Глубина проникновения дает представление о прочности бетона на сжатие.
Хотя калибровочные графики предоставляются производителем, прибор должен быть откалиброван для типа бетона и типа и размера используемого заполнителя.
Подробнее Испытания бетона на проникающую способность
Преимущества и ограничения
Испытание с помощью зонда дает довольно изменчивые результаты, и не следует ожидать, что оно даст точные значения прочности бетона. Тем не менее, оно может стать быстрым средством проверки качества и зрелости бетона на месте.
Оно также дает возможность оценить развитие прочности при твердении. Испытание по сути неразрушающее, так как бетон и элементы конструкции могут быть испытаны на месте, с незначительным латанием отверстий на открытых поверхностях.
2. Метод отбойного молотка
Отбойный молоток – это прибор для определения твердости поверхности, для которого была установлена эмпирическая корреляция между прочностью и числом отскока.
Единственным известным прибором, использующим принцип отскока для испытания бетона, является молоток Шмидта, который весит около 4 фунтов (1,8 кг) и подходит как для лабораторных, так и для полевых работ. Он состоит из подпружиненной массы молотка, которая скользит по плунжеру в трубчатом корпусе.
Под действием пружины молоток ударяется о поверхность бетона, а расстояние отскока измеряется по шкале. Испытательная поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или под любым углом, но прибор должен быть откалиброван в этом положении.
Калибровка может быть выполнена с помощью цилиндров (6 на 12 дюймов, 15 на 30 см) с тем же цементом и заполнителем, которые будут использоваться в работе. Цилиндры закрываются крышками и прочно удерживаются в компрессионной машине.
Снимается несколько показаний, хорошо распределенных и воспроизводимых, среднее значение представляет собой число отскока для данного цилиндра. Эту процедуру повторяют с несколькими цилиндрами, после чего получают предел прочности при сжатии.
Метод отбойного молотка
Ограничения и преимущества
Молоток Шмидта обеспечивает недорогой, простой и быстрый метод получения показателя прочности бетона, но точность ±15 – ±20 процентов возможна только для образцов, залитых отвердевшим бетоном и испытанных в условиях, для которых были установлены калибровочные кривые.
На результаты влияют такие факторы, как гладкость поверхности, размер и форма образца, влажность бетона, тип цемента и крупного заполнителя, а также степень карбонизации поверхности.
3. Испытания бетона на выдергивание
Испытание на выдергивание измеряет с помощью специального плунжера силу, необходимую для выдергивания из бетона стального стержня специальной формы, расширенный конец которого был залит в бетон на глубину 3 дюйма (7,6 см).
Бетон одновременно испытывается на растяжение и сдвиг, но усилие, необходимое для вытаскивания бетона, может быть связано с его прочностью на сжатие.
Таким образом, метод вытягивания может количественно измерить прочность бетона на месте, если были проведены соответствующие корреляции. В широком диапазоне прочностей было обнаружено, что прочность на выдергивание имеет коэффициент вариации, сравнимый с коэффициентом вариации прочности на сжатие.
Подробнее Испытания бетона на выдергивание
Хотя испытания на выдергивание не измеряют внутреннюю прочность бетонной массы, они дают информацию о зрелости и развитии прочности репрезентативной части бетона. Преимуществом таких испытаний является количественное измерение прочности бетона на месте.
Их основной недостаток заключается в том, что они должны быть спланированы заранее, а вытягивающие узлы установлены в опалубку до укладки бетона. Вытаскивание, конечно же, приводит к незначительным повреждениям.
Однако испытание может быть неразрушающим, если прикладывается минимальное усилие вытягивания, которое не приводит к разрушению, но позволяет убедиться, что минимальная прочность была достигнута. Эта информация имеет большое значение для определения того, когда формы могут быть безопасно удалены.
4. Динамический неразрушающий тест
В настоящее время метод ультразвуковой скорости импульса является единственным методом такого типа, который показывает потенциал для испытания прочности бетона на месте. Он измеряет время прохождения ультразвукового импульса через бетон.
Основные конструктивные особенности всех имеющихся в продаже приборов очень похожи, они состоят из генератора импульсов и приемника импульсов.
Импульсы генерируются ударно-возбуждающими пьезоэлектрическими кристаллами, аналогичные кристаллы используются в приемнике. Время, необходимое для прохождения импульса через бетон, измеряется электронными измерительными схемами.
Испытания скорости импульса могут проводиться как на образцах лабораторного размера, так и на готовых бетонных конструкциях, однако на измерение влияют некоторые факторы:
Динамические неразрушающие испытания бетона
Применение и ограничения
Сайт метод импульсной скорости является идеальным инструментом для определения однородности бетона. Его можно использовать как на существующих, так и на строящихся конструкциях.
Обычно, если в конструкции без видимых причин обнаруживаются большие различия в скорости импульса, есть все основания предполагать наличие дефектного или разрушенного бетона.
Высокие показатели скорости импульса обычно свидетельствуют о хорошем качестве бетона. Общая зависимость между качеством бетона и скоростью импульса приведена в таблице.
Таблица: Качество бетона и скорость импульса
Общие условияСкорость импульса фут/секОтлично Выше 15,000Хорошо12,000-15,000Сомнительно10,000-12,000Неудовлетворительно7,000-10,000Очень плохоНе менее 7,000
Довольно хорошая корреляция может быть получена между прочностью на сжатие куба и скоростью импульса. Эти соотношения позволяют прогнозировать прочность конструкционного бетона в пределах ±20% при условии постоянства типов заполнителей и пропорций смеси.
Метод импульсной скорости был использован для изучения воздействия на бетон морозного пучения, сульфатного воздействия и кислотных вод. Как правило, степень повреждения связана с уменьшением скорости импульса. Также могут быть обнаружены трещины.
Однако следует проявлять большую осторожность при использовании измерений скорости импульса для этих целей, поскольку часто трудно интерпретировать результаты. Иногда импульс не проходит через поврежденную часть бетона.
Метод измерения скорости импульса также может быть использован для оценки скорости затвердевания и набора прочности бетона на ранних стадиях, чтобы определить время снятия опалубки. В опалубке необходимо вырезать отверстия, чтобы датчики могли находиться в непосредственном контакте с поверхностью бетона.
По мере старения бетона скорость увеличения скорости импульса замедляется гораздо быстрее, чем скорость развития прочности, поэтому после прочности от 2 000 до 3 000 фунтов на кв. дюйм (13,6-20,4 МПа) точность определения прочности составляет менее ±20%.
Точность зависит от тщательной калибровки и использования тех же пропорций бетонной смеси и заполнителя в образцах, используемых для калибровки, что и в конструкции.
В целом, ультразвуковые импульсно-скоростные испытания имеют большой потенциал для контроля бетона, особенно для установления однородности и обнаружения трещин или дефектов. Его использование для прогнозирования прочности гораздо более ограничено из-за большого количества переменных, влияющих на связь между прочностью и скоростью импульса.
5. Радиоактивные методы неразрушающего контроля
Радиоактивные методы испытания бетона могут быть использованы для определения расположения арматуры, измерения плотности и, возможно, установления наличия ячеистой структуры в конструкционных бетонных блоках. Гамма-радиография получает все большее признание в Англии и Европе.
Оборудование довольно простое, а эксплуатационные расходы невелики, хотя начальная цена может быть высокой. Бетон толщиной до 18 дюймов (45 см) может быть исследован без проблем.
Назначение неразрушающих испытаний бетона
Для исследования и оценки бетонных конструкций были разработаны или разрабатываются различные методы неразрушающего контроля (NDT).
Эти методы направлены на оценку прочности и других свойств; мониторинг и оценку коррозии; измерение размера и покрытия трещин; оценку качества затирки; обнаружение дефектов и выявление относительно более уязвимых участков в бетонных конструкциях.
Многие методы неразрушающего контроля, используемые для испытаний бетона, берут свое начало в испытаниях более однородных, металлических систем. Эти методы имеют прочную научную основу, но неоднородность бетона делает интерпретацию результатов несколько затруднительной.
Может существовать множество параметров, таких как материалы, смесь, качество изготовления и окружающая среда, которые влияют на результаты измерений.
Более того, эти испытания измеряют какое-то другое свойство бетона (например, твердость), а результаты интерпретируются для оценки другого свойства бетона, например, прочности, которая представляет основной интерес.
Таким образом, интерпретация результатов является очень важной и сложной работой, где обобщение невозможно. Таким образом, операторы могут проводить испытания, но интерпретация результатов должна быть предоставлена экспертам, имеющим опыт и знания по применению таких неразрушающих испытаний.
Цели неразрушающих испытаний
Цели неразрушающих испытаний
Оборудование для Неразрушающий контроль
В зависимости от назначения, оборудование для неразрушающего контроля можно сгруппировать следующим образом:
Читать далее
- Испытание бетона отбойным молотком – принцип, процедура, преимущества и недостатки.
- Испытания затвердевшего бетона в конструкциях.
- 8 передовых методов неразрушающего контроля, о которых вы должны знать.
- Испытание на сопротивление проникновению в затвердевший бетон – назначение и применение.
- Оборудование для неразрушающего контроля бетона.
- Испытания затвердевшего бетона для проверки качества строительства.
- Испытания на выдергивание затвердевшего бетона.