 |
Неразрушающие методы контроля прочности бетона
|
|
|
|
· Неразрушающий контроль бетона
Сегодня неразрушающие методы контроля прочности бетона широко используются не только в России, но и в странах СНГ - везде, где ведется монолитное строительство (Белоруссия, государства Средней Азии и др.). Востребованы эти методы и в странах Западной и Восточной Европы, США, Канаде и т. д. Их развитию тоже уделяется большое внимание - периодически проводятся международные конференции, посвященные неразрушающему контролю (НК). Например, в этом году такая конференция прошла в США, три года назад - в Германии. На Западе такие приборы используются в основном при реконструкции сооружений.
Раньше, когда строительство в России велось в основном с применением сборного железобетона, неразрушающие методы внедрялись непосредственно на заводах. Особенно много в этом направлении было сделано Министерством строительства и руководством «Главзапстроя», обслуживающего западные районы страны. В Литве на всех заводах по производству сборного железобетона использовались неразрушающие методы контроля прочности.
При производстве сборного железобетона заводы располагались недалеко от объектов строительства. На каждом заводе была лаборатория, где прочность бетона определялась с помощью традиционных методов. Такая практика позволяла эффективно осуществлять контроль качества бетонных конструкций. Сегодня популярность неразрушающих методов контроля прочности бетона в большой степени обусловлена увеличением числа зданий из монолитного железобетона.
При использовании монолитного железобетона цементную смесь приходится транспортировать на значительные расстояния. При этом почти всегда на один и тот же крупный объект смесь поставляют несколько производителей. Соответственно лаборатории по контролю качества бетона приходится устраивать не только на предприятиях, но и непосредственно на объектах, а специалистам - контролировать готовые бетонные конструкции.
|
|
|
Большинство организаций не могут или не хотят устраивать на своих объектах такие лаборатории. Поэтому использование неразрушающих методов контроля прочности бетона оказывается крайне целесообразным. Особенно это актуально для России, где в отличие от большинства европейских государств далеко не все предприятия могут производить бетон стабильно одинакового качества.
Приборы для неразрушающих методов контроля прочности бетона
Существует несколько неразрушающих методов контроля прочности бетона:
· метод отрыва со скалыванием
· ультразвуковой метод
· метод ударного импульса
· метод упругого отскока
· метод пластической деформации.
Выделить какой-то один метод или сказать, что он лучше другого, нельзя. Все они обладают своими достоинствами, недостатками и ограничениями в применении.
Метод отрыва со скалыванием является единственным неразрушающим методом контроля прочности, который можно считать эталонным и единственным методом, для которого в ГОСТах прописаны градуировочные зависимости. Ни один другой неразрушающий метод нельзя использовать, не привязавшись к какому-либо эталону. Но если быть совсем точным, то метод отрыва со скалыванием нельзя назвать полностью неразрушающим; скорее это метод местных разрушений.
Метод отрыва со сколом был создан в СССР - его разработал и предложил специалист Донецкого «ПромСтройНИИПроект» Иван Валентинович Вольф. В Америке об этом методе узнали от нашего крупнейшего специалиста по бетону Б.Г. Скрамтаева. К сожалению, тогда нашим исследователям не удалось официально закрепить за собой приоритет в разработке данного метода, и только впоследствии некоторые американские специалисты признали, что метод отрыва со сколом был создан в Советском Союзе. Приборы, реализующие этот метод, были выпущены в США, Канаде, скандинавских странах и т. д. Однако, когда в рамках СЭВ проводились сравнительные испытания данных устройств, выяснилось, что именно отечественные приборы позволяют получить лучшие результаты. К настоящему времени они были значительно усовершенствованы. Одни из приборов, реализующие данный метод, выпускаются в Челябинске (СКБ «Стройприбор»).
|
|
|
В основном это касается модели ПОС-50 МГ-4. Другой прибор - ПОС-30 - ориентирован на анкер с меньшей глубиной заделки (30 и 35 мм), и тут возникают определенные сложности. Дело в том, что наиболее точные результаты позволяют получить приборы с анкером, имеющим глубину заделки 48 мм - для них определена точная градуировочная зависимость. Сотрудниками Донецкого «ПромСтройНИИПроект» было поставлено большое количество экспериментов по использованию данного метода. И для анкера с глубиной заделки 48 мм экспериментальные данные практически идеально совпадали с теоретическими результатами, полученными во ВНИИФТРИ А.И. Марковым.
Когда-то инициатором применения анкеров с малой глубиной заделки был НИИЖБ. Во многом это связано с тем, что анкер с глубиной заделки 48 мм нельзя использовать для контроля качества высокопрочных бетонов - необходимо ориентироваться на анкер с глубиной заделки 35 мм. К сожалению, существующие нормированные коэффициенты для анкеров с меньшей глубиной заделки не вполне точны. Поэтому сегодня специалисты постоянно работают над определением переходного коэффициента от анкера с глубиной заделки 48 мм к анкерам с глубиной заделки 30 и 35 мм. В настоящее время для анкера с глубиной заделки 35 мм нам удалось накопить достаточно данных и определить надежные переходные коэффициенты. Для 30 мм таких коэффициентов пока нет.
Ультразвуковые приборы могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины трещин и т. д.
Одним из наиболее крупных предприятий по разработке и производству оборудования для неразрушающего контроля во всех областях промышленности является компания «Спектр». В нее входит фирма «Акустические контрольные системы», которая выпускает ультразвуковой прибор для широкого применения (в том числе и для неразрушающего контроля прочности бетона) УК 14-01. Этот прибор достаточно прост в эксплуатации, имеет большую встроенную память, а полученные данные легко «скачать» на компьютер. К сожалению, ультразвуковые приборы нельзя использовать для контроля качества высокопрочных бетонов. Для этой цели необходимо применять метод ударного импульса.
|
|
|
Хорошие приборы, реализующие метод упругого отскока, отечественная промышленность сейчас не производит. Несколько десятков лет назад швейцарскими производителями был создан соответствующий прибор (так называемый прибор Шмидта). Он оказался настолько эффективным, что до сих пор ни одной компании в мире не удалось разработать более совершенную конструкцию. Сегодня различные модификации прибора Шмидта выпускаются в Германии, Швейцарии, Италии, Китае и т. д
Измерители прочности – класс приборов, позволяющих проводить диагностику изделий из кирпича и бетона для определения их прочностных характеристик. Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.
Прочность бетонного изделия можно установить двумя способами:
· разрушающим – в специальном прессе раздавливаются заранее отобранные образцы (так называемые кубики - образцы кубической формы, отлитые из контролируемого типа бетона, или керны - цилиндры, выбуренные из контролируемой поверхности бетона) и при этом получают непосредственное значение прочности.
· неразрушающим – контролируемое изделие не подвергается механическим разрушениям, контроль осуществляется косвенно путем измерения и пересчета некоторых физических величин, отвечающих за прочностные свойства материала и связанных с прочностью корреляционной зависимостью.
Наиболее часто на практике для определения прочности бетона используют следующие косвенные методы неразрушающего контроля: метод ударного импульса, упругого отскока, ультразвуковой и частичного местного разрушения. Далее >>>
Начало формы
Конец формы Из всех перечисленных, метод частичного разрушения является наиболее трудоемким, но при этом самым точным. В ходе таких испытаний получают фактическую прочность изделия путем вырыва небольшого образца материала из исследуемого сооружения. Приборы, основанные на этом принципе, также еще используют для корректировки показаний других приборов (ультразвуковых и ударных) – путем получения коэффициентов совпадения, являющих собой результат деления показаний прочностей, полученных при одновременном проведении испытаний эталонным прибором и контролируемым на одном и том же объекте. Ультразвуковой метод контроля прочности основан на измерении прибором времени прохождения ультразвукового импульса в материале от излучателя к приемнику. Скорость распространения ультразвука в материале зависит от его плотности и упругости, от наличия дефектов (трещин, пустот), определяющих прочность и качество. Приборы, основанные на ультразвуковом методе, часто используют как дефектоскопы, так как помимо прочности, можно получить еще и сведения о глубине образовавшихся трещин, найти пустоты, произвести более глубокий анализ конструкции. Работа третьей группы приборов (склерометров) основана на ударе металлического бойка о поверхность и измерение либо энергии ударного импульса, либо значение отскока бойка от поверхности бетона. Ударный импульс и упругий отскок используются в основном в приборах экспресс-анализа, тогда, когда достаточно данных о поверхностной прочности, а также, когда невозможно проведение измерений другими методами. Такие приборы просты в применение, а процесс измерения прочности бетона не требует много времени. Для облегчения работы с ними, в их память на заводе изготовителе вносят усредненные градуировочные зависимости, позволяющие пользователю во время измерений учитывать тип заполнителя, возраст бетона, условия твердения бетона, направление удара бойка. Как следствие именно приборы этого класса имеют наибольшее распространение. Для контроля прочности бетона по результатам измерений или корректировки градуировочных зависимостей желательно использовать несколько приборов разного принципа действия. | Начало формы
Конец формы
|
|
|
|
