Nedestruktivní metody kontroly pevnosti poskytují rychlé a spolehlivé posouzení stavu materiálů a konstrukcí, což je velmi důležité pro stavební inženýry, jejichž činnost souvisí s technickým provozem budov a staveb. Jedním z hlavních směrů v oblasti investiční výstavby v současné fázi jsou rekonstrukce budov a staveb. S tím související potřeba zkoumání technického stavu objektů rekonstrukcí, studium fyzikálních a mechanických vlastností stavebních materiálů přímo v budovách a konstrukcích vyžaduje další zdokonalování metod nedestruktivního řízení. Současné normy zajišťují kontrolu pevnosti betonu v konstrukcích bez jejich zničení v podnicích stavebního průmyslu, což ve srovnání s konvenčními mechanickými zkouškami umožňuje rychle provádět nejen selektivní zkoušky, ale také provádět nepřetržitou kvalitu. kontrola všech produktů.
V současné době existuje mnoho testovacích metod přímo v produktech a strukturách:
zkoušení betonu v konstrukcích metodou lokální destrukce (metoda střelná, trhací zkouška);
zkoušení betonu mechanickými zařízeními (stanovení tvrdosti povrchu, zkouška elastického odskoku atd.);
elektronicko-akustické metody (ultrazvuková defektoskopie, pulzní a rezonanční zařízení);
rentgenové a radiometrické metody (radiační defektoskopie, rentgenové přístroje, izotopová metoda);
magnetické a elektromagnetické zkušební metody.
Nedestruktivní zkušební metody se používají ke stanovení pevnosti betonu v tlaku, která je definována jako funkce , kde xi– mechanické nebo fyzikální vlastnosti betonu získané empiricky.
Mechanické metody umožňují stanovení pevnosti podle výsledků měření mechanických charakteristik x přístrojii pomocí kalibračních tabulek a tabulek. Metoda plastické deformace je založena na vztahu mezi pevností betonu a velikostí otisků na povrchu betonu, které se získávají lisováním razidla za působení lisu (statické zatížení) nebo za působení rázu (dynamické zatížení). Sclerometry umožňují určit sílu podle velikosti odrazu při dopadu na beton. Fyzikální metody jsou založeny na závislosti pevnosti betonu na fyzikálních vlastnostech:
ultrazvukové přístroje jsou založeny na měření doby šíření ultrazvuku v betonu a sondážní základně, které počítají rychlost ultrazvukové vlny (Vy3) A.
radioizotopové přístroje jsou založeny na stanovení hustoty (ρ) podle intenzity-záření a podle předem stanovených závislostí.
Při použití nedestruktivních přístrojů má velký význam jejich kalibrace. Při kalibraci jsou vzorky materiálu testovány pomocí nedestruktivních testovacích zařízení a následně podrobeny destrukci na hydraulickém lisu. Na základě získaných výsledků se sestrojí kalibrační graf (nebo tabulky) v závislosti na pevnosti v tlaku R na odečtech kalibrovaného zařízení xi:.
Každá z nedestruktivních metod poskytuje informace pouze o některých vlastnostech materiálů, nemůže být univerzální a zcela nahradit mechanické zkoušky. V tomto ohledu lze nejúplnější a nejobjektivnější výsledky získat při komplexním použití fyzikálních a mechanických kontrolních metod. To umožňuje určit strukturu materiálu, jeho homogenitu, identifikovat vady v provedení, získat informace o fyzikálních a mechanických vlastnostech materiálů. Použití statistických metod pro sledování pevnosti betonu rozšiřuje naše chápání kritérií kvality materiálů.
Kvalita betonových a železobetonových výrobků a konstrukcí do značné míry závisí na účinném a účinném řízení pevnosti a stejnoměrnosti betonu, ochranné vrstvě betonu, umístění výztuže, napětích ve výztuži konstrukcí z předpjatého betonu.
Pevnost betonu lze určit pomocí standardních metod zhotovením a zkoušením vzorků. Spolehlivost sledování pevnosti a homogenity betonu pomocí standardních vzorků je však nedostatečná z řady důvodů: objem zkoušek standardních vzorků přesahuje 0.01 % betonu uloženého v konstrukci, podmínky vibračního tváření a režimy tvrdnutí vzorků a struktury jsou různé, nelze standardními metodami určit homogenitu betonu ve výrobku a pevnost jeho jednotlivých částí. Při zkoumání konstrukcí budov a konstrukcí nejsou obecně použitelné standardní zkušební metody betonu.
Tyto nedostatky standardních metod zkoušení pevnosti betonu vedly k vývoji nedestruktivních zkušebních metod a metod souvisejících se zkoušením betonu na nestandardních vzorcích odebraných z konstrukce.
Pro nedestruktivní zkoušení pevnosti betonu se používají zařízení založená na metodách lokální destrukce (trhání s vyštípnutím, vyštípnutí žebra, odtržení ocelových kotoučů), nárazu do betonu (rázový impuls, pružný odskok, plastická deformace) a používají se ultrazvukové sondy.
Při zkoumání monolitických konstrukcí a velkých množství betonu by mělo být použití rázových a ultrazvukových zařízení kombinováno se zkoušením betonu metodami trhání se smykem, smykem žebra nebo odběrem vzorků (jader).
Při výběru nedestruktivních zkušebních metod a přístrojů pro zkoušení betonu si uživatel musí být vědom jejich vlastností a doporučených aplikací.
Metody nedestruktivního testování jsou zcela plně klasifikovány v pracích B.G. Skramtaeva a M.Yu. Leshchinsky “Testování pevnosti betonu” (M., 1964) a M.G. Korevitskaya “Nedestruktivní metody kontroly kvality železobetonových konstrukcí” (M., 1989). Tyto publikace poskytují doporučení pro volbu metod a prostředků nedestruktivního zkoušení v závislosti na typu zkoušeného výrobku a podmínkách jeho provozu.
Moderní přístrojová základna pro nedestruktivní testování se však od té, kterou doporučují autoři, výrazně liší. Od počátku 90. let XNUMX. století aktivně probíhá vývoj a výroba nedestruktivních testovacích zařízení nové generace využívající elektroniku a mikroprocesorovou technologii a zvyšuje se jejich funkčnost.
Zvláště pozoruhodné jsou metody stříhání, stříhání žeber a trhání ocelových kotoučů, které jsou často označovány jako metody lokálního porušení. Tyto metody se vyznačují větší přesností ve srovnání s jinými metodami nedestruktivního testování.
V současné době se v Ruské federaci vyrábí několik modifikací certifikovaných zařízení, které implementují uvedené metody (tabulka 1 a 2).
Zařízení založená na metodách lokální destrukce se používají především v monolitické bytové výstavbě a při kontrole stavebních konstrukcí a konstrukcí. Nevýhody těchto metod jsou dány zvýšenou složitostí a nutností určit osu výztuže a hloubku jejího výskytu, což omezuje jejich použití při zjišťování pevnosti betonu jednotlivých konstrukcí nebo jejich úseků, jakož i při zušlechťování. kalibrační závislosti ultrazvukových a rázových pulzních zařízení v souladu s GOST 22690.
Tabulka 1. Odtržení se smykem.
| Typ | Konečná síla výsuv, kN, indikace |
Typ kotvy | Limit chyb, % | Hmotnost, kg | Výrobce |
|---|---|---|---|---|---|
| POS-50MG4, zapsané ve státním rejstříku Ruské federace |
60 digitální |
II – 30, II – 35, II – 48 | ± 2 | 5,0 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
| POS-2MG4 | 2 digitální |
spirála pro pórobeton |
± 3 | 1,1 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
| PBLR | 50 manometr |
III – 35 | ± 4 | 4,0 | ETC „Kontros“, Moskva |
| VM-2.4 | 50 digitální |
I – 35, II – 35 | ± 3 | 3,2 | VZ “Etalon”, Moskva |
Tabulka 2. Odštípnutí žeber.
| Typ | Konečná síla výsuv, kN, indikace |
Ovládání velikosti obličeje výrobky, mm |
Limit chyby, % |
Hmotnost, kg | Výrobce |
|---|---|---|---|---|---|
| POS-50MG4 “Skol”, zapsané ve státním rejstříku Ruské federace |
60 digitální |
II – 30, II – 35, II – 48 | ± 2 | 5,0 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
Nedestruktivní zkoušení pevnosti betonu se provádí zpravidla vysokovýkonnými zařízeními po zjištění korelace jejich nepřímých charakteristik (základní závislost) se skutečnou pevností kontrolovaného betonu. K těmto účelům se používají nárazová zařízení, založená na metodách rázového impulsu (elastický odraz, plastická deformace) a ultrazvukových měřičů rychlosti (času) šíření ultrazvukových vibrací v betonu. Charakteristiky hlavních bicích nástrojů vyráběných v Ruské federaci jsou uvedeny v tabulce. 3.
Je třeba poznamenat, že chyby přístrojů uvedené v tabulce. 3, poskytnuté po vyjasnění jejich základny
kalibrace v souladu s požadavky GOST 22690 nebo v případě, že uživatel stanoví individuální kalibrace pro konkrétní typ betonu (u zařízení typu IPS je možné stanovit až 20 individuálních kalibrací).
| Typ | Konečná síla výsuv, kN, indikace |
Základní chyba %, % max. |
Číslo základny promoce |
Velikost paměti, připojení k PC |
Váha (kg | Výrobce |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IPS-MG4.01 | 3. 100 digitální |
± 10 | 1 | 500 RS-232 |
0,85 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
| IPS-MG4.03, zapsané ve státním rejstříku Ruské federace |
3. 100 digitální |
± 8 | 44 | 15000 USB |
0,85 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
| Concrete Pro Control | 3. 100 digitální |
± 10 | 1 | 1000 RS-232 |
0,95 | JE “Kontrola”, Čeljabinsk |
| OMSh-1 | 5. 40 účast |
± 20 | ne | ne | 1,5 | Firma VNIR, Moskva ETC „Kontros“, Moskva |
| Kladivo Kaškarová |
5. 40 ne |
± 20 | ne | ne | 1,2 | Firma VNIR, Moskva ETC „Kontros“, Moskva |
Charakteristiky ultrazvukových zařízení vyráběných v Ruské federaci a Moldavsku jsou uvedeny v tabulce. 4. Při použití ultrazvukových přístrojů pro stanovení pevnosti betonu je třeba vzít v úvahu, že rozsah řízených pevností je omezen na třídy B7,5. B35 (10. 40 MPa) podle GOST 17624. vyšší pevnosti, je možná pouze detekce vad betonu a lokalizace skrytých vad (trhlin, dutin), diskontinuit).
| Typ | Sondážní základna, mm | rozsah měření čas, paní |
Hranice chyby měření času, % |
Pracovní frekvence, kHz |
Váha (kg | Výrobce |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UK 1401, zapsané ve státním rejstříku Ruské federace |
150 | 15. 100 | ± 1 | 70 | 0,35 | OOO AKS, Moskva |
| Velká Británie – 14:XNUMX | 120 | 20. 9900 | ± (0,01T+0,1) | 20. 300 | 2,3 | JSC „Introscope“, Moldavsko |
| Velká Británie – 10:XNUMX | – | 10. 5000 | ± 0,5 | 25. 1000 | 8,7 | JSC „Introscope“, Moldavsko |
| Beton-32 | 120 | 15. 6500 | ± (0,01T+0,1) | 60 | 1,4 | ETC „Kontros“, Moskva |
| UKS-MG4, zapsané ve státním rejstříku Ruské federace |
110 | 15. 2000 | ± (0,01T+0,1) | 60. 70 | 0,95 | SKB Stroypribor, Čeljabinsk |
| A1212 | Defektoskopie a měření tloušťky betonu do hloubky 1050 mm | 20. 150 | 1,6 | OOO AKS, Moskva | ||
Pevnostní kontrola rázovou a ultrazvukovou metodou se provádí v povrchových vrstvách betonu (kromě ultrazvukového měření), díky čemuž může mít stav povrchové vrstvy významný vliv na výsledky kontroly. Při vystavení betonu agresivním faktorům (chemickým, tepelným nebo atmosférickým) je nutné identifikovat tloušťku povrchové vrstvy s narušenou strukturou.
Příprava betonu takových konstrukcí pro zkoušení nedestruktivními metodami spočívá v odstranění povrchové vrstvy na místě kontroly a očištění povrchu smirkovým kamenem. Pevnost betonu se v tomto případě zjišťuje především přístroji založenými na metodách lokální destrukce, případně odběrem vzorků. Při použití rázových pulzních a ultrazvukových zařízení by kontrolovaný povrch neměl mít drsnost větší než Ra 25 a kalibrační charakteristiky zařízení je třeba objasnit.
Uživatel by měl vědět, že základní nebo standardní kalibrační křivka, se kterou lze zařízení dodat, reprodukuje s dostatečnou přesností pevnost betonu typu (třídy), na který bylo zařízení kalibrováno. Změny druhu hrubého kameniva, vlhkosti, stáří betonu a podmínek jeho tvrdnutí vedou ke zvýšení chyby měření. U ultrazvukových přístrojů je seznam faktorů ovlivňujících přesnost měření ještě širší (Leshchinsky M.Yu. Concrete testing. M., 1980).
