Гост испытание бетона на прочность неразрушающим методом

Испытание готовых бетонных конструкций на сжатие, является одним из факторов оценки состояния зданий и сооружений. С помощью тех или иных технологий проверяется фактическая прочность нового или старого бетонного сооружения.

По результатам испытаний принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации конструкции, возможности ее ввода в эксплуатацию, необходимости усиления и т.п. Неразрушающие испытания бетона – самый популярный и перспективный вид проверки прочности, характеризующийся высокой производительностью, приемлемой точностью, низкой трудоемкостью, невысокой себестоимостью и простотой.

Технологии неразрушающего контроля прочности бетона

Все существующие технологии неразрушающего контроля, регламентированные ГОСТ 22690-2015 основаны на механическом воздействии на поверхность бетона. В отличие от проверки прочности по методике разрушения образцов, технологии неразрушающего контроля являются косвенными.

Фактическую прочность материала определяют по специальным таблицам, составленным на основе эмпирических данных. Отдельной строкой идет технология определения прочности с помощью ультразвуковых волн по ГОСТ 17624-2012.

В этом случае используются специальный прибор, излучающий ультразвуковые волны и измеряющий время и скорость их распространения в толще бетона. Истинную прочность материала определяют по экспериментально установленным зависимостям. Использование показывающих (прочность материала) приборов, действующим ГОСТом не допускается. Это наиболее точный метод неразрушающего контроля.

Виды испытаний бетона неразрушающим методом ГОСТ 22690-2015:

• Упругий отскок. Измеряется значение величины обратного отскока средства измерения после удара о поверхность испытуемой конструкции. Для измерения величины отскока применяют склерометр Шмидта и его аналоги. Количество измерений на участке поверхности для расчета средней величины – 9. Минимальная толщина бетона – 0,1м.
• Пластическая деформация. Измеряются габариты следа от шарика, образовавшегося после удара рабочей частью молотком Кашкарова. Самый простой и дешевый метод. Количество измерений – 5. Минимальная толщина конструкции, при которой разрешено определять прочность данным методом – 0,07 м.
• Ударный импульс. Измеряется значение величины энергии удара в момент удара бойка средства измерения об испытуемую поверхность. Используются приборы: ИПС МГ 4.03, ОНИКС ОС, ОНИКС-2,5. Количество измерений – 10. Минимальная толщина конструкции – 0,05 м.
• Отрыв образца. Измеряется сила напряжения отрыва стального диска приклеенного к бетону. Вследствие сложности технологии, в последнее время используется очень редко. Измерительное оборудование, приборы: ПОС-30-МГ4 и ПОС-50-МГ4. Количество измерений – 1. Минимальная толщина бетона 0,05 м.
• Отрыв образца со скалыванием или скалывание ребра изделия. Измеряется числовое значение силы необходимой для скалывания кусочка ребра или вырыва специального анкера. Самое точное испытание бетона неразрушающим методом. Рекомендуется использовать приборы: ПОС-50МГ4 «Скол», ГПНВ-5, ГПНС-4. 2.6. Количество измерений – 1. Минимальная толщина конструкции – 0,05 м. Глубина заделки анкера: 30, 35, 40 и 48 мм в зависимости от прибора измерения.

Примечание. Измерения осуществляются на участке бетона площадью от 0,1 до 0,9 м2.

Испытание бетона методом неразрушающего контроля ГОСТ 17624-2012

Суть технологии заключается в измерении времени и скорости распространения ультразвуковых волн в толще конструкции или железобетонного изделия. Существует две методики: сквозное прозвучивание и поверхностное прозвучивание.

В первом случае излучатель УЗ-волн и приемник волн располагают с разных сторон проверяемой конструкции.

Во втором случае, излучатель и приемник расположены с одной стороны на определенном расстоянии, регламентированном Гостом как база прозвучивания. Первый вариант применяется для определения прочности тела бетона, а второй для определения прочности бетона в поверхностном слое.

Ультразвуковой метод единственный из видов испытаний бетона на прочность неразрушающим методом, который позволяет получить более-менее точное значение прочности на сжатие не только поверхностного слоя, но толщи сооружения. Приборы для определения прочности ультразвуковым прозвучиванием: УК1401, Бетон-32, УК-14П, УКС-МГ4, УКС-МГ4С.

Виды испытаний. Таблица значений.

Каждому виду технологии неразрушающего контроля прочности соответствует определенный рекомендованный диапазон прочности на сжатие. Максимальный диапазон измерения прочности регламентируется результатами, полученными эмпирически и производителями средств измерения. Для удобства выбора вида испытаний, сводим диапазоны и погрешности измерений в таблицу.

Табл.1

Нет данных

Отрыв скалыванием 50-1000 Скалывание ребра 100-700 Ультразвуковое исследование 100-400 30-50

Примечание. Прочность бетона определяют на участках поверхности соответствующей площади, не имеющих видимых повреждений и аморфных отслоений, при плюсовой температуре окружающего воздуха.

Заключение

Частным покупателям сооружений и застройщикам малоэтажных зданий, которые решают задачу определения прочности новой или старой бетонной конструкции, можно рекомендовать использование следующих недорогих методик: пластическая деформация или упругий отскок.

Простота данных технологий позволяет провести измерения своими силами. Цена вопроса заключается в стоимости инструмента: молоток Кашкарова или склерометр Шмидта. На данный момент времени цена молотка Кашкарова в среднем составляет 2 500-2 700 рублей, а стоимость аренды склерометра Шмидта 400-500 рублей в сутки.

Таблицы для определения прочности методами пластической деформации или упругого отскока можно найти в интернете бесплатно.

Дата введения 01.01.1991

ГОСТ 22690-88

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Определение прочности механическимиГОСТ

методами неразрушающего контроля

Concretes. Determination of strength by mechanical

methods of nondestructive testing

Дата введения 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется о закону

Настоящий стандарт распространяется на тяжелый и легкие бетоны и устанавливает методы определения прочности на сжатие в конструкциях по упругому отскоку, пластической деформации, ударному импульсу, отрыву, отрыву со скалыванием и скалыванию ребра.

В стандарте учтены требования СТ СЭВ 1406.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетонных образцов по ГОСТ 10180 и косвенным характеристикам прочности.

1.2. В зависимости от применяемого метода косвенными характерис­тиками прочности являются:

значение отскока бойка от поверхности бетона (или прижатого к ней ударника);

параметр ударного импульса (энергия удара);

размеры отпечатков на бетоне (диаметр, глубина и т.п.) или соотно­шение диаметров отпечатков на бетоне и стандартном образце при ударе индентора или его вдавливании в поверхность бетона;

значение напряжения, необходимого для местного разрушения бетона при отрыве приклеенного к нему металлического диска, равного усилию отрыва, деленному на площадь проекции поверхности отрыва бетона на плоскость диска;

значение усилия местного разрыва, необходимого для скалывания участка бетона на ребре конструкции;

значение усилия местного разрушения бетона при вырыве из него ан­керного устройства.

1.3. Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, кон­тролируемых по ГОСТ 18105, а также для определения прочности бетона при обследовании и отбраковки конструкций.

Метод определения прочности бетона следует выбирать по табл. 1.

Предельные значе­ния прочности бетона, МПа

Упругого отскока и пластической деформации

Отрыва со скалыванием

1.4. Испытания проводят при положительной температуре бетона. До­пускается при обследовании конструкций определять прочность при от­рицательной температуре, но не ниже минус 10 О С при условии, что к мо­менту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75 %.

1.5. Оценку соответствия значений фактической прочности бетона, по­лученных с применением приведенных в настоящем стандарте методов установленным требованиям, производят по ГОСТ 18105.

2. АППАРАТУРА И ИНСТРУМЕНТ

2.1. Прочность бетона определяют приборами, предназначенными для определения косвенных характеристик, прошедших метрологическую ат­тестацию по ГОСТ 8.326 и отвечающих требованиям, приведенным в табл. 2.

Типы приборов и их технические характеристики приведены в прило­жении 1.

Характеристика приборов для испытания методами

отрыва со ска­лыва­нием

Твердость ударни­ка, бойка или ин­дентора HRC_э, не менее

Шероховатость ко­нтактной части ударника или ин­дентора, мкм, не более

Диаметр ударника или индентора, мм, не менее

Толщина кромок дискового инден­тора, мм, не менее

Угол конического индентора, град

Диаметр отпечат­ка, % от диаметра индентора

Допуск перпенди­кулярности при приложении наг­рузки на высоте 100 мм, мм

Энергия удара, Дж, не менее

Скорость увеличе­ния нагрузки, кН/с

Погрешность изме­рения нагрузки от изменяемой нагру­зки, % не более

* При вдавливании индентора в поверхность бетона.

2.2. Инструмент для изменения диаметра или глубины отпечатков (угловой масштаб по ГОСТ 427, штангенциркуль по ГОСТ 166 и др.), ис­пользуемый для испытания методом пластических деформаций, должен обеспечивать изменение с погрешностью не более ±0,1 мм, а инструмент для измерения глубины отпечатков (индикатор часового типа по ГОСТ 577 и др.) – с погрешностью не более ±0,01 мм.

2.3. Для испытания методом отрыва со скалыванием следует приме­нять анкерные устройства по приложению 2.

Допускается применять также другие анкерные устройства, глубина заделки которых должна быть не менее максимального размера крупного заполнителя бетона испытываемой конструкции.

2.4. Для испытания методом скалывания ребра следует использовать прибор по приложению 3.

2.5. Для испытания методом отрыва следует использовать стальные ди­ски диаметром не менее 40 мм, толщиной не менее 6 мм и не менее 0,1 диаметра, с параметром шероховатости приклеиваемой поверхности не менее Ra 20 мкм по ГОСТ 2789. Клей для приклейки диска должен обес­печить прочность, при которой происходит разрушение по бетону. Допу­скается использовать клеи, приведенные в приложении 4.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Для определения прочности бетона в конструкциях предваритель­но устанавливают градуировочную зависимость между прочностью бето­на и косвенной характеристикой прочности (в виде графика, таблицы или формулы).

Для испытания методом отрыва со скалыванием, в случае применения анкерных устройств в соответствии с приложением 2, и для испытания ме­тодом скалывания ребра, в случае применения приборов в соответствии с приложением 3, допускается использовать градуировочные зависимости, приведенные соответственно в приложениях 5 и 6.

3.2. Для использования методами упругого отскока, пластической де­формации, ударного импульса и отрыва градуировочные зависимости устанавливают конкретно для каждого вида прочности из указанных в табл. 1, для испытания методами отрыва со скалыванием и скалывания ре­бра допускается устанавливать единую градуировочную зависимость не­зависимо от вида прочности.

3.3. Градуировочную зависимость устанавливают заново при измене­нии вида крупного заполнителя, технологии производства бетона, при вве­дении добавок, а для испытания методами упругого отскока, ударного импульса и пластической деформации – также при изменении вида це­мента, внесении количественных изменений в номинальный состав бето­на, превышающих по расходу цемента ±20 %, крупного заполнителя ±10 %.

3.4. Для установления градуировочных зависимостей используют не менее 15 серий образцов-кубов по ГОСТ 10180 или не менее 30 образцов-кубов. При установлении градуировочной зависимости для испытания методом отрыва со скалыванием в каждую серию дополнительно вклю­чают не менее 3 образцов-кубов.

Образцы изготавливают в соответствии с ГОСТ 10180 в разные смены в течении 5 сут. из бетона одного состава, одной и той же технологии и при том же режиме тепловлажностной обработки или тех же условиях тве­рдения, что и конструкции, подлежащие контролю. Рекомендуется изгото­влять из бетонной смеси, отличающейся по составу от проектного по це­ментно-водному отношению в пределах ±0,4 соответственно по 5 серий образцов.

3.5. Размеры образцов для градуировочной зависимости следует вы­бирать в соответствии с наибольшей крупностью заполнителя в бетонной смеси по ГОСТ 10180, но не менее:

100х100х100 мм – для неразрушающих методов отскока, ударного им­пульса, пластической деформации и по ГОСТ 10180; для метода обрыва со скалыванием – по ГОСТ 10180;

200х200х200 мм – для методов отрыва и скалывания ребра конструкции.

Размеры ребер дополнительных образцов-кубов, испытываемых мето­дом отрыва со скалыванием, должны быть не меньше шести глубин уста­новки анкерного устройства.

В случае применения в производстве способов и режимов уплотне­ния, приводящих к изменению структуры бетона, размер и способ изгото­вления образцов для установления градуировочных зависимостей указы­вают в стандартны или технических условиях на сборные конструкции , в рабочих чертежах на монолитные конструкции или же в методиках, утвер­жденных в установленном порядке.

3.6. Возраст образцов, используемых при установлении градуировоч­ной зависимости, для метода отскока, ударного импульса и пластической деформации не должен отличаться от установленного срока испытаний конструкций:

более чем на 40 % – при контроле прочности бетона естественного твердения;

более чем в два раза – при контроле прочности бетона после тепловой обработки.

Температура бетона отдельных образцов при определении косвенной характеристики не должна отличаться от средней температуры образцов долее чем на ±10 О С, а от температуры конструкции – более чем на ±10°С.

При построении градуировочных зависимостей, предназначенных для контроля отпускной, передаточной и распалубочной прочностей бетона, допускается устанавливать градуировочную зависимость по данным не­разрушающих испытаний горячих образцов и при испытании тех же об­разцов на сжатие по ГОСТ 10180 при нормальной температуре.

Относительная влажность образцов, используемых для установления градуировочной зависимости, не должна отличаться от влажности испы­тываемой конструкции более чем на ±2 %.

3.7. Градуировочную зависимость для методов упругого отскока, уда­рного импульса, пластической деформации, отрыва и скалывания ребра устанавливают на основе результатов испытаний образцов-кубов сначала неразрушающим методом, а затем по ГОСТ 10180.

При установлении градуировочной зависимости для отрыва со скалы­ванием косвенную характеристику определяют на дополнительно изготав­ливаемых образцах-кубах, а по ГОСТ 10180 испытывают образцы основ­ных серий.

3.8. Для определения косвенных характеристик испытания на боковых поверхностях образцов (по направлению бетонирования).

Для методов отскока и пластической деформации при ударе число из­мерений на каждом образе должно быть не менее пять, а расстояние меж­ду местами ударов не менее 30 мм. Для метода ударного импульса число измерений – не менее десяти, а расстояние между местами ударов – не ме­нее 15 мм. Для метода пластической деформации при число испытаний на одной грани – не менее двух, а расстояние между местами испытаний – не менее двух диаметров отпечатков.

При установлении градуировочной зависимости методом скалывания проводят по одному испытанию на каждом боковом ребре.

При установлении градуировочной зависимости для метода отрыва со скалыванием проводят по одному испытанию на каждой боковой грани.

3.9 При испытании методами упругого отскока, ударного импульса, пластической деформации при ударе образцы должны быть зажаты в прессе усилием (30±5) кН.

3.10. За единичное значение прочности бетона принимают значение прочности бетона в серии по ГОСТ 10180 или прочность бетона одного образца (если градуировочную зависимость устанавливают по данным испытаний отдельных образцов).

Образцы, испытанные методом отрыва, устанавливают на прессе так, чтобы к опорным плитам не прилегали поверхности, на которых прово­дили вырыв; результаты испытаний по ГОСТ 10180 увеличивают на 5%.

3.11. За единичное значение косвенного показателя прочности при ус­тановлении градуировочной зависимости принимают среднее арифмети­ческое значение этой величины в серии образцов (или образце), исполь­зуемых для определения единичного значения прочности.

3.12. Градуировочная зависимость должна иметь среднее квадратичес­кое (остаточное) отклонение S_т, не превышающее 12 % при использова­нии серии образцов, и 15 % – отдельных образцов от среднего значения прочности .

Методика и пример установления градуировочных зависимостей при­ведены в приложении 7.

3.13. Данные градуировочной зависимости оформляют в соответствии с приложением 8.

3.14. При отсутствии возможности установления градуировочных за­висимостей в соответствии с требованиями пп. 3.2-3.12 следует применять метод отрыва со скалыванием или метод скалывания ребра, используя градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6.

Для обследования конструкций допускается применять методы упру­гого отскока, ударного импульса или пластической деформации, исполь­зуя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличаю­щегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, вла­жности), с уточнением ее в соответствии с методикой, приведенной в приложении 9.

3.15. При проведении обследований конструкций допускается приме­нение методов упругого отскока, пластических деформаций и ударного импульса бетона в пробах, отобранных из конструкций в соответствии с приложением 10.

4. ИСПЫТАНИЯ

4.1. Испытания проводят на участке конструкции площадью от 100 до 600 см 2 .

4.2. Прочность бетона в контролируемом участке конструкции опре­деляют по градуировочной зависимости, установленной в соответствии с требованиями разд. 3, при условии, что полученные значения косвенного показателя при измерении находятся в пределах между наименьшим и на­ибольшем значениями косвенного показателя в образцах, испытанных при построении градуировочной зависимости.

4.3. Число и расположение контролируемых участках при испытании конструкций должно соответствовать требованиям ГОСТ 18105 или ука­зываться в стандартах и (или) технических условиях на сборные конструк­ции или в рабочих чертежах на монолитные конструкции и (или) в техно­логических картах на контроль.

При определении прочности обследуемых конструкций число и рас­положение участков принимают по программе проведения обследова­ний.

4.4. Число испытаний на одном участке, расстояние между местами испытаний на участке и от края конструкции, толщина конструкции на участке испытания должны быть не меньше значений, приведенных в табл. 3.

Прочность несущих и ограждающих конструкций в значительной мере зависит от характеристик используемых строительных материалов. Комплексное испытание бетона на отрыв со скалыванием относится к категории неразрушающих и позволяет с высокой точностью определить параметры и качество используемых смесей. Исследования проводятся согласно требованиям ГОСТ 22690-2015 с применение специальных приборов.

В нашей стране данная методика испытаний бетона получила широкое распространение в силу своей универсальности и удобству. Прочностные характеристики материала проверяются путем воздействия непосредственно на бетон конструкции и вызывающее его частичное скалывание. В ходе исследований определяется усилие, позволяющее оторвать фрагмент строительной конструкции с помощью заложенного в шпур лепесткового анкера.

Порядок проведения испытаний бетонных конструкций на отрыв со скалыванием

Описываемая методика контроля позволяет установить прочностные показатели материала в диапазоне измерений от 5 до 100 МПа. Данный способ испытаний применим для четырех разновидностей бетона:

легкие; тяжелые; мелкозернистые; напрягающие в монолитных и сборных железобетонных изделиях.

Исследование данного строительного материала путем отрыва анкера со скалыванием осуществляется в порядке, предписанном действующим ГОСТ:

1. Подготовка оборудования и объекта.
2. Проведение исследований и фиксация получаемых результатов.
3. Обработка данных с использованием стандартных методик.
4. Создание градуировочной зависимости.

Для выполнения программы изготавливают два вида образцов контрольные и основные из материалов того исследуемого вида. Отверждение их должно осуществляться в одинаковых условиях с испытуемыми изделиями. При этом основные образцы необходимы для определения косвенных характеристик бетонных смесей.

Подготовительные работы

Испытание строительных конструкций и ЖБИ с использованием данной методики потребует значительного времени. Перед проведением исследований бетона путем отрыва со скалыванием выполняется ряд подготовительных мероприятий:

1. Прибор и анкерное устройство осматриваются, проверяется их техническое состояние.
2. Выбирается место установки прибора не обязательно ровное, кривизна поверхности при этом не должна препятствовать его применению.
3. В исследуемой конструкции высверливают шпур, из которого удаляется пыль и мусор. При температуре окружающей среды ниже -10 °С отверстие и прилегающий массив по всей длине прогреваются.

Исследуемый участок, где планируется отрывать бетон со скалыванием, должен находиться на достаточном удалении от предварительно напряженной арматуры. Кроме того исследуемая зона не должна испытывать больших эксплуатационных нагрузок.

Процедура проведения исследований прочности бетона

Испытание бетона методом отрыва может проводиться, в том числе и с использованием анкеров, заложенных до момента заливки конструкции из цементно-песчаных смесей. Описываемая методика проверки прочностных характеристик бетона, при которой проходит отрыв и скалывание, предполагает выполнение ряда операций:

1. В заранее высверленный шпур вводится анкер лепестковый на полную глубину и фиксируется в нем.
2. Производится монтаж прибора и соединение закладного устройства с ним.
3. Постепенно повышают нагрузку (скорость возрастания –1,5 -3 кН/с).
4. Фиксация показаний: силы и значения проскальзывания анкера (разница между глубиной шпура и отверстия, на которой происходит отрыв фрагмент материала от массива).

Полученный результат – сила вырыва вноситься в протокол испытаний и используется для построения градуировочной зависимости. При этом точность измерения показателя проскальзывания закладного анкера должны быть не менее 0,1 мм.

Обработка результатов

Зафиксированные в ходе исследований данные позволяют оценивать прочность упомянутого материала по величине приложенной нагрузки, при которой происходит скалывание. Значение силы, при которой отрывается фрагмент бетона в результате скалывания, умножается на поправочный коэффициент. Последний вычисляется по следующей формуле:

γ=h 2 /(h- Δh) 2 ,
где h – величина заглубления анкера,
а Δh – значение проскальзывания.

Если максимальная длина части материала, которая была оторвана в ходе испытания, более чем вдвое превышает минимальную, то результат считается ориентировочным. Аналогичным образом поступают, если глубина шпура превышает величину проскальзывания анкера на 5% и больше. Использование ориентировочных значений для определения класса прочности материала недопустимо.

Испытания признаются недействительными, если глубина вырыва отличается от длины анкера на 10% или на расстоянии, не превышающем глубину отверстия, обнаруживается арматура.

Преимущества и особенности метода исследований

Одним из главных достоинств описываемого метода является высокая точность в широком диапазоне измерений. Москва – лидер по количеству возводимых объектов и подобные испытания бетона на отрыв с последующим скалыванием востребованы. Данный способ оценки прочности материала единственный из методов, позволяющий построить градуировочную зависимость без разрушения конструкции.

При контроле характеристик с использованием данного метода необходимо учитывать климатические условия, а также ряд иных факторов. В частности, толщина изделия должна быть вдвое больше заглубления анкера, а расстояние межу точками измерений превышать данное значение пятикратно. Заказать испытания бетона путем отрыва со скалыванием в Москве по доступной цене можно непосредственно на нашем сайте или позвонив по контактному телефону.

“>